孫穎
新課程標準實施后,高考物理學科主要考查學生對物理概念和原理規(guī)律的掌握情況,注重綜合題以及物理學科中的數學運用能力,貼近生活.研究中學物理題型,要注重類型題的歸納,研究經典題型,掌握解題思路和技巧,舉一反三,學習起來就可以事半功倍.高二物理電學部分中電路故障的檢測符合高考新的命題趨勢,在此將檢查電路故障的解題方法分享給大家,希望從中有所收獲.
一、主要解決辦法
(一)利用儀器
1.電壓表檢測
電路斷路檢測:將電壓表與電源并聯,設A、B兩端,A端不動,B端與電路中各段連接.電壓表指針有反應,顯示示數說明電壓表兩端間有斷路,沒有顯示示數說明是通路,逐步進行排查,有示數到無示數段為電路斷路點所在區(qū)段.
電路短路檢測:將電壓表與電源并聯,如果電壓表有示數,就把電壓表按順序逐個與電路每部分相并聯,查看有無示數,有示數表示沒有短路,無示數處即為短路發(fā)生點.
2.電流表檢測
檢測電路是否斷路,可以在電路中加入電流表,通過電流表是否有示數來判斷斷路點.為防止電流表燒壞,一般把電流表與一個定值電阻串聯后,其兩端設為A、B,A端與電源連接,B端與電路各段測試點進行試觸,如果有示數說明觸點外側沒有發(fā)生斷路,如果沒有示數說明觸點外側有斷路,再依次進行排除,最終找到斷路點.這種方法可以應用于斷路故障的檢測.
3.歐姆表檢測
也可以利用歐姆表調試檔位對電路故障進行檢測.首先選擇小倍率歐姆檔位,用表筆與電路各部分按順序逐個并聯,通過測量電路各段的電阻來判定電路是否出現故障.當歐姆表顯示示數較大時,說明被測段路點之間有斷路;當歐姆表示數非常小時,說明被測段路兩點之間是通路.
用歐姆表檢測電路是否故障要注意幾點:一是為提高測試的靈敏度,應該選小倍率歐姆檔位.二是電源必須與被檢測路段斷開.三是這種歐姆表檢測法一般適用于斷路的檢測.
(二) 排除法
在了解電路結構的基礎上,對電路故障前后的電流、電壓的數據變化進行分析,確定故障原因并對電路中元件逐一判別,排除不可能的情況,找出故障點.電路故障前后物理量不同,根據不同狀態(tài)下的物理量關系求解相關量.
(三) 假設法
檢測電路尋找故障點,可以首先將整個電路劃分為若干部分,然后依次假設某段故障,運用相關規(guī)律推導,如果結果與題設現象不符合,那么表示這段電路沒有故障,反之則表示這段電路有故障.以此辦法檢測全部電路,直到找到全部故障點.
二、例題分析
例1如圖所示,電路圖中,S閉合后燈泡A、B正常發(fā)光.忽然燈泡B變暗而燈泡A變亮,如果只有一處故障,則可能發(fā)生故障為哪處( ).
A.R1斷路B.R2斷路C.R2短路D.R3斷路
解析解法一,假設法.
1.假設R1斷路,則整個電路的并聯支路減少,那么外電阻變大,電路中干路中的電流減少,因電流在兩燈中的分配比例沒有發(fā)生變化,所以流過兩燈中的電流減少,因此R1斷路亮燈都會變暗,不符合題意,故而不能選擇.
2.假設R2斷路,則電路中并聯支路減少,整個電路的外電阻增大,兩燈泡端的電壓變大,由串聯電路的電壓的關系得出,燈泡A兩端的電壓變大,故而A燈變亮;因外電阻變大,干路中的電流減少,帶電燈支路的電阻變大,由并聯電路的電流關系得知,流過帶電燈支路的電流變小,因R3和燈B的電流關系不變,因此流過燈B的電流減少,所以燈B變暗,據此判斷R2斷路符合題意.
3.假設R2短路,則A燈不亮,不符合題意不能選.同理R3短路也不符合題意,得出答案只能選擇B.
解法二,排除法.
要使A燈變亮,B燈變暗,也就是要使流過A燈的電流變大,流過B燈的電流減少,R1短路會使兩燈都不亮,R2、R3短路會使兩燈一個不亮,R1斷路,會使兩燈都變暗,都不符合題意,只能使R2或者R3斷路.只有R2斷路,外電阻變大,干路中的電流減少,因含電燈支路的電阻變大,由并聯電路的電流的關系得知,流過含燈支路的電流變小,R3和燈B的電流關系不變,因此流過燈B的電流減小,B燈變暗.因含燈支路兩端的電壓變大,B燈兩端的電壓減小,所以A燈兩端的電壓變大,A燈變亮.
通過以上兩種方法可以得出答案為B.
例2(2012年3月江西南昌一模)如圖所示,在測電池的電動勢和內電阻的實驗中,接通開關,電壓表有讀數,電流表示數為零.改 變變阻器滑片的位置,電流表也沒有反應.用多用表電壓檔檢查電路,把紅表筆接到電池的正極,黑表筆分別接觸電流表的正極(b點)和負極(c點),多用表電壓檔的示數均為零;用黑表筆分別接觸d點、e點,多用表電壓檔的示數均和電壓表示數相等.檢查各接線柱選擇均正確且接觸良好,則電路中發(fā)生故障的原因是.
答案:dc線斷路.
解析多用表電壓檔檢查線路,把紅表筆接到電池的正極,黑表筆分別接觸電流表的正極(b點)和負極(c點),多用表電壓檔無示數.故而得出電流表的正極(b點)到電池正極之間的導線通路,電流表通路.用黑表筆分別接觸d點、e點,多用表電壓檔的示數和電壓表示數相同,由此得出電路中dc段發(fā)生斷路故障.
通過以上介紹的檢測電路故障的幾種方法,在實驗中去體會、感受,輔以相關的習題演練,并運用歷年高考真題去檢驗,從而做到對這一類型題目的靈活解答,進而提高學生的學習成績.
理科考試研究·高中2015年4期