第五部分專題突破第第4040講電學故障分析與檢測專題講電學故障分析與檢測專題一、能進行串聯(lián)電路中的故障分析二、能進行并聯(lián)電路中的故障分析三、理解和掌握產生故障的本質原因串聯(lián)電路中的故障分析(以電路中兩盞電燈為例) (1)閉合開關開始時，兩盞燈都亮，一段時間后發(fā)現(xiàn)只有一盞燈亮。當電路出現(xiàn)斷路時，相應的用電器就不工作，且電路中電流為零；當電路某處發(fā)生短路時，其他用電器還能工作，并且電路中有電流；通常用電壓表判斷故障的位置，若電壓表有讀數時，故障通常是在電壓表所接的接點內開路或接點外短路(簡稱為“內開外短”)，若電壓表無讀數時，故障通常是在電壓表所接的接點內短路或接點外開路(簡稱為“內短外開”)。1(2014黑龍江)如圖所示，電源電壓3V(保持不變)。當開關S閉合時，只有一只燈泡在發(fā)光，且電壓表的示數約為3V，由此可以判斷( D )A燈L1被短路B燈L1斷路C燈L2斷路D燈L2被短路【解析】該電路為串聯(lián)電路，因為閉合開關后，只有一只燈泡發(fā)光，因此電路中不可能是燈泡斷路，只能發(fā)生燈泡短路故障；又因為并聯(lián)在燈L1兩端的電壓表有示數，并且等于電源電壓，所以燈L1不可能被短路，只能是L2被短路。故選D。1(2014靖江)如圖所示，將L1、L2兩盞規(guī)格相同的燈接到4.5 V的電源上，當電路接通后，發(fā)現(xiàn)只有一盞燈發(fā)光，現(xiàn)用電壓表進行檢測，檢測出A、B兩點間的電壓為0，B、C兩點間的電壓為4.5 V，則原因可能是( B )A電源接觸不良B燈L1短路C燈L1接觸不良D燈L2燈絲斷了2(2014玉林)如圖所示電路，當開關S閉合后，兩表均有示數，過一會兒，發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表示數都增大，下列故障分析可能的是( D )AL1斷路BL2斷路CL1短路DL2短路3(2014眉山)如圖所示，電源兩端電壓保持不變，閉合開關S后，電路正常工作，過了一會兒，突然一個燈泡不亮，兩表示數都變大，則電路出現(xiàn)的故障可能是( D )A燈L1斷路B燈L1短路C燈L2斷路D燈L2短路4(2014巴中)如圖所示，兩只額定電壓相同的燈泡L1、L2，串聯(lián)在電路中，閉合開關后發(fā)現(xiàn)，L1不亮，L2亮，電壓表有一定的示數，其原因可能是( B )AL1的燈絲燒斷BL1的電阻小于L2的電阻CL2的實際功率小于L1的實際功率DL2的額定功率大于L1的額定功率(2)開始時兩盞燈都亮，一段時間后發(fā)現(xiàn)兩盞都不亮。既然所有燈都不亮了，說明電路中存在斷路現(xiàn)象，即此時電路出現(xiàn)開路。常用判斷方法是用電壓表依次測試某段兩端，根據有無讀數來判斷故障的原因。若電壓表有讀數(一般讀數較大，接近電源電壓)，說明有電流通過電壓表，此時與電壓表串聯(lián)的電路應該是通路，只有并聯(lián)電壓表的用電器是開路的；若電壓表無讀數，說明沒有電流通過電壓表，此時串聯(lián)電壓表的電路是開路的。2(2014日照)如圖所示，當開關S閉合后，燈泡L1、L2均正常發(fā)光，但過一會兒，兩燈均突然熄滅。某同學利用電壓表探究電路故障，他用電壓表分別接到燈L1、燈L2兩端測量電壓，發(fā)現(xiàn)燈L1兩端電壓為零，燈L2兩端電壓不為零，由此可判斷電路的故障是( C )A燈L1斷路B燈L2短路C燈L2斷路 D開關S接觸不良【解析】兩盞燈都不亮，不可能為其中電燈短路，而是斷路。當燈L2兩端的電壓不為零，根據“內開外短”的特點，可以斷定是燈L2斷路。5(2014廣西)如圖，電源電壓為6 V，閉合開關后兩燈均不亮，此時電壓表的示數為6 V，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因可能是( A )AL1斷路 BL2斷路 CL1短路 DL2短路6在如圖所示的電路中，電源兩端的電壓保持不變，閉合開關S，兩只燈泡均不發(fā)光，電流表的示數為零。若電路中僅有一處故障。(1)該電路中存在的故障一定是發(fā)生了_斷路_(填“斷路”或“短路”)；(2)若故障只發(fā)生在兩只燈泡上，小明同學找來了一只完好的電壓表，將它并聯(lián)在燈泡L1兩端，閉合開關S，觀察電壓表。若電壓表無示數，則說明故障發(fā)生在燈泡_L2_上。并聯(lián)電路中的故障分析 (1)并聯(lián)電路兩盞燈情況并聯(lián)電路中各個支路互不影響，閉合開關若發(fā)現(xiàn)只有一盞燈亮，說明這一盞亮燈的電路是通路的，那盞不亮的燈一定是開路。(因為如果短路，會燒壞電源，所有燈都不亮了)3(2014南寧)如圖所示的電路，電源電壓不變，閉合開關S后，燈L1和L2均發(fā)光，過了一段時間，一盞燈突然熄滅，而電流表和電壓表的示數都不變，則發(fā)生的故障可能是( B )AL2斷路 BL1斷路CL2短路 DL1短路【解析】如圖所示，兩燈泡并聯(lián)，電流表測量的是燈L2中電流，電壓表測量的是燈L1兩端的電壓，也就是燈L2兩端的電壓，即電源電壓。由于有燈熄滅、有燈繼續(xù)發(fā)光，說明故障一定是斷路而不是短路，由于電流表、電壓表的示數都不變，燈L2不可能斷路，故選B。7(2014撫順)如圖，當開關S閉合后，燈泡L1，L2都發(fā)光，兩個電表都有示數，工作一段時間后，突然燈泡L2熄滅，L1仍然發(fā)光，兩個電表都無示數，該電路可能出現(xiàn)的故障是( A )A電流表斷路 BL2斷路C電壓表短路 DL2短路8如圖所示的電路中，電源電壓保持不變。只有燈L1、L2可能出現(xiàn)了故障，閉合開關后：(1)若兩燈均不發(fā)光，且三個電表中只有一個示數大于零，該電表是_電壓_表，故障情況是_燈L1、L2均斷路_。(2)若兩燈中只有一燈不發(fā)光，則三個電表中示數一定大于零的電表是_電流表A和電壓_表，故障情況是_燈L1或L2斷路_。(2)并聯(lián)電路兩電阻的情況由于電阻不同于電燈，沒有發(fā)光的特征，關鍵看電流表的讀數，故障一般還是以斷路為主，因為若是短路故障，則為電源短路。4(2014上海)如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，閉合開關S，電路正常工作，一段時間后，電流表A的示數變小，電壓表V的示數不變，若故障只發(fā)生在電阻R1、R2上，用某完好的定值電阻R(RR1)替換R2，替換前后兩電表的示數恰好不變，則( A )AR1一定斷路 BR2一定斷路CR1可能斷路 DR2可能斷路【解析】電壓表示數不變，說明電源完好；電流表示數變小，說明有支路出現(xiàn)斷路；用某完好的定值電阻R(RR1)替換R2，替換前，后兩電表的示數恰好不變，說明替換的定值電阻RR2，并且R2所在的支路完好；因此電路故障為R1斷路。故選A。9如圖所示的電路中，電源電壓恒為24 V，電阻R1R2120 ，兩只電流表的量程均為00.6 A。當閉合開關時，兩只電流表的示數均為0.2 A。若故障由這兩個電阻中的其中一個引起，則出現(xiàn)的故障是( D ) AR2短路 BR2斷路 CR1短路 DR1斷路10(2013金華)如圖所示電路中，電源電壓恒定。當開關S1、S2斷開，S3閉合時，電流表的讀數為0.50 A，電壓表的讀數為2.50 V。當開關S1、S2閉合，S3斷開時，由于電阻R1、R2中有一個電阻出現(xiàn)故障，電流表的讀數為0.60 A，電壓表的讀數為3.00 V。則電源電壓為_3_V，電路中出現(xiàn)的故障是_電阻R1斷路_。家庭電路中的故障分析 家庭電路中的故障分析題來源于人們的生產生活實踐，常見的情況有以下幾種：(1)保險絲熔斷：可能是短路；也可能是電路中的總功率過大。(2)火線斷路：斷點與火線進戶端之間能使測電筆氖管發(fā)光，斷點與零線之間不能使測電筆的氖管發(fā)光。(3)進戶線零線斷路：斷點與火線之間能使測電筆氖管發(fā)光，從現(xiàn)象上看，插座中的兩孔都能使測電筆的氖管發(fā)光，實際上是因為零線斷了以后，電流從火線通過其他用電器的開關(燈絲)，經過零線孔、測電筆流過人體到達大地。5(2014和平區(qū))根據下列有關家庭電路提出的問題，進行相應的解答：(1)當電路發(fā)生故障時，電工師傅常用一只額定電壓為220 V的燈泡L0(檢驗燈泡)，放在保險絲位置上，并且斷開保險絲，來檢查家庭電路中每個支路的情況，如圖所示，當S、S1閉合時，L0正常發(fā)光，說明該支路_短路_。(2)當家庭電路中所有燈都工作時，總電阻_最小_。(填“最大”或“最小”)(3)如果想再接一盞，把它接在開關S1的兩端，與開關S1并聯(lián)，則無論開關S1斷開還是閉合，該燈均不能正常發(fā)光，原因是_當開關閉合時，該燈被短路；當開關斷開時，該燈實際電壓低_。(4)測電筆是用來辨別火線和零線的，使用時，筆尖與電線接觸，手與_筆尾金屬體_接觸。(5)當把臺燈插入插座，家中熔絲立即燒斷，則_插頭短路_?！窘馕觥?1)將額定電壓220 V的“校驗燈”，接在保險絲的兩只接線柱上，是相當于把此燈串聯(lián)入電路中，它會有三種狀態(tài)：“校驗燈”恰能正常發(fā)光，說明該支路短路；“校驗燈”發(fā)光不正常(暗紅色)說明該支路工作正常；“校驗燈”不發(fā)光說明該支路斷路。(2)家庭電路各用電器并聯(lián)，所有用電器同時工作時，電流最大，電阻最小。(3)燈泡不能正常發(fā)光原因有兩個：無電流通過或電流太小。當開關閉合時，該燈被短路，當開關斷開時，該燈實際電壓低所以不能正常工作；(4)用測電筆來鑒別火線與零線。使用測電筆時，筆尖接觸要檢測的導線，手接觸筆尾金屬體，才能在接觸火線時氖管發(fā)光，接觸零線時氖管不發(fā)光。(5)保險絲熔斷的原因是電路電流太大。導致電流過大的原因有兩個：用電器總功率太大，發(fā)生了短路。臺燈功率不大，接入電路，保險絲熔斷，原因是發(fā)生了短路。其中，將插頭插入插座，保險絲燒斷，說明插頭短路。11(2014武漢)如圖所示的家庭電路中，閉合開關后燈泡不亮。用測電筆檢測插座的兩孔，發(fā)現(xiàn)只有插入右孔時氖管才發(fā)光。用測電筆檢測A點氖管發(fā)光，檢測B點氖管不發(fā)光。發(fā)生這一現(xiàn)象的原因可能是( B )A燈泡短路 B燈絲斷了C開關接觸不良 D插座短路12(2014陜西)如圖所示為居民家中某房間的電路，電燈L與電熱壺均正常工作，在三孔插座上接入電飯煲后，電熱壺突然停止工作，燈L仍正常發(fā)光，拔出電飯煲的插頭，用測電筆分別測試三孔插座的左右兩孔，氖管均發(fā)光，此時電路故障可能是( D )A插座短路 B電熱壺短路CAB間斷路 DCD間斷路1如圖是小文同學研究串聯(lián)電路中電流、電壓特點的實物連接圖，當開關閉合時，燈L1亮，燈L2不亮，電流表和電壓表均有讀數。則故障原因可能是( D )AL1斷路 BL1短路CL2斷路 DL2短路2如圖所示，將兩只額定電壓相同的燈泡L1、L2串聯(lián)在電路中，閉合開關S后，發(fā)現(xiàn)L1亮，L2不亮。對此有下列幾種猜想，其中可能的是( D )L2燈絲斷了，燈座未短路燈泡L2的電阻太小燈泡L2兩端電壓較大通過燈泡L1、L2電流不等燈泡L2的燈座被短路燈泡L1、L2的額定功率不同A BC D3(2014鄂州)在如圖所示的電路中，電源電壓不變，閉合開關S，電路正常工作，過一會兒，燈L突然變亮，電流表、電壓表示數都變大。該電路中可能出現(xiàn)的故障是( C )A燈L短路 B燈L斷路C電阻R短路 D電阻R斷路4(2014昆明)某實驗小組連接了如圖所示的串聯(lián)電路，電源電壓為3 V恒定不變。連接好電路，閉合開關后兩燈都不亮，他們用電壓表先后測得UabUbcUcd0，Uad3 V。為進一步確認電路故障，他們先用導線將a、b連接起來，先后測得UbcUcd0；再用導線將b、c連接起來，先后測得Uab0，Ucd近似等于3 V；最后用導線將c、d連接起來，先后測得Uab0，Ubc近似等于3 V。則故障原因可能是( B )A燈L1和燈L2都發(fā)生了斷路B燈L2和開關S都發(fā)生了斷路C燈L1和開關S都發(fā)生了斷路D燈L1、燈L2和開關S都發(fā)生了斷路5(2014泰安)小強同學在探究串聯(lián)電路電流規(guī)律的實驗中，按下圖連接好了電路，閉合開關S后，觀察實驗，兩燈均不發(fā)光。為檢測出電路故障，他做了以下操作：將電壓表接到b、c兩點，觀察電壓表、電流表均無示數。將電壓表接到a、b兩點，觀察電壓表有明顯示數，而電流表示數幾乎為零，則電路故障可能是( A )A燈L2斷路B燈L2短路C電流表燒壞了D燈L1斷路6(2014濰坊)在做電學實驗時，有時會遇到電路元件接觸不良現(xiàn)象，一般要利用電壓表來檢測故障發(fā)生的位置。小強同學連接了如圖所示電路，開關閉合后燈泡不亮，電流表的示數為零，此時用電壓表測得a、d間電壓不為零，a、c間電壓為零，c、d間的電壓不為零，這說明( B )A電源接線柱接觸不良B開關的觸片或接線柱接觸不良C電流表連接柱接觸不良D燈泡燈絲斷了或燈座接觸不良7(2014淮安)如圖所示，閉合開關S，發(fā)現(xiàn)電燈L1、L2均不亮，電流表示數為零，說明電路存在_斷路_故障，用電壓表進行檢測，發(fā)現(xiàn)b、c間電壓為零，a、b和a、c間電壓均為3V，則電路的故障是_電燈L1處斷路_。8(2014大慶)如圖為某同學自制的一個電路故障檢測儀的電路圖，若1和2之間接一電阻，則電流表有示數，電壓表_有_示數；若1和2之間接一導線，則電流表有示數，電壓表_無_示數；若1和2之間為斷路，則電流表無示數，電壓表_有_示數。(均填“有”或“無”)9(2013遼陽)電工用如圖方法檢驗家庭電路中是否有短路情況，他先在進戶線的干路上串聯(lián)一個標有“220 V40 W”的白熾燈L1，然后斷開房間里的所有開關，ab間加220 V電壓，發(fā)現(xiàn)L1正常發(fā)光，說明家庭電路_有_(填“有”或“沒有”)短路情況，此時電路中的電流為_0.18_A，若閉合開關S，燈泡L2_不能_(填“能”或“不能”)發(fā)光。10小明同學探究“通過導體的電流與電壓的關系”時，電路圖與實物圖如圖所示。已知電源電壓和電阻R1的阻值均恒定，電流表A的量程為00.6 A，電壓表V1的量程為03 V，電壓表V2的量程為015 V，滑動變阻器R2上標有“50 1 A”的字樣。(1)閉合開關，發(fā)現(xiàn)電流表A與電壓表V1的示數為零，電壓表V2的示數不為零，若是電路中的電阻R1或滑動變阻器R2發(fā)生故障。則故障是_滑動變阻器R2斷路_。(2)排除故障后，繼續(xù)進行實驗，記錄電流表A與電壓表V1的示數，得到一組實驗數據，如下表所示。分析表中實驗數據可得結論：當導體的阻值不變時，通過導體的電流與電壓成_正_比。實驗序號12345電壓表V1示數(V)1.61.82.02.22.4電流表A示數(A)0.160.180.200.220.24(3)實驗中，記錄電流表A與電壓表V2的示數，得到一組實驗數據，根據實驗數據作出UI圖線(實線部分)，如圖所示。該實驗中，在保證實驗器材安全的前提下，電路中允許通過的最大電流為_0.3_A。11(2012金華)小金做“測定小燈泡電功率”的實驗時，所用電源電壓為4.5 V，小燈泡額定電壓為2.5 V。(1)按電路圖連接成實物圖后，閉合開關，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮、電流表指針不動、電壓表指針有明顯的偏轉，則電路故障原因可能是_小燈泡斷路_；(2)故障排除后重新閉合開關，移動滑動變阻器滑片P到某一位置時，電壓表的示數如圖乙，若要測量小燈泡的額定功率，應將圖甲中滑片P向_B_(填“A”或“B”)端移動，使電壓表的示數為2.5 V；(3)小金同學移動滑片P，記下多組對應的電壓表和電流表的示數，并繪制成圖丙所示的圖像。根據圖像信息，可計算出小燈泡的額定功率是_0.5_W。該圖像不是直線，主要原因是_燈絲電阻隨溫度升高而增大_。