高二物理备考：电路故障的判断方法思维导图

一、引入

1、如图所示的电路，是由一个电阻和一个电灯泡组成的串联电路，其中电阻完好，电路的连接情况也正确，但电灯泡不亮，若分别只提供电流表或电压表，你将怎么判断电路中的故障？

分析及解：根据题意，电阻完好，且电路连接正确，电灯泡不亮的原因只能发生在电灯泡自身。若在故障检查中，只提供了电流表，则将电流表串联接入电路中，若电流表有示数，说明电路是连通的，故障是电灯泡被短路若电流表示数为零，则说明电路中无电流通过，因此电路中出现了开路，可见，电灯泡处可能发生了开路。

如果只给出电压表，可通过下面两法分析：

方法1、将电压表并联在电阻两端，因电阻完好，若电压表有示数，说明电压表和电源是连通的，因此可能是电压表两节点（ABB）之外短路，即电灯泡可能被短路；若电压表无示数，说明电灯泡处出现了开路现象。

方法2、将电压表并联在电灯泡两端，若电压表有示数，说明电压表和电源连通，且两点（BLC）内没有被短路现象，这时电路中的故障只能是电灯开路；若电压表无示数，则说明电压表两节点（BLC）之内有短路现象，由此可说明，这时电路中的故障是电灯泡被短路。

二、教学过程

怎样迅速准确地判断出电路中存在的故障？分析的依据是什么？这一直是困扰学生的一个思维障碍。电路故障一般都含有两方面内容：一是故障的性质，即是短路还是开路；二是故障的位置，即故障发生在哪个元件上。所以一个电路中故障，要从这两个方面分析。只有确定了电路故障的性质和故障发生的位置，才能完整地确定出电路的故障。

1：根据串、并联电路的特点判断

电路故障的判断问题可以考查学生对电路的组成（结构）、特点等知识的理解程度。因此，把握电路的结构、特点是解决这类问题的前提

例1、小明在做实验时把甲、乙两灯泡串联后通过开关接在电源上，闭合开关后，甲灯发光，乙灯不发光。乙灯不发光的原因是（ ）

A. 它的电阻太小；B. 它的电阻太大；C. 流过乙灯的电流比甲灯小；D. 乙灯灯丝断了。

分析与解答：因为甲、乙两灯组成的是串联电路，当开关闭合后，甲灯发光，这证明电路是通路，所以要想知道乙灯不亮的原因，必须得清楚串联电路的电流、电压及电阻的各自特点。因串联电路的电流处处相等，因此有串联电阻两端的电压与电阻是成正比关系的，当乙灯电阻太小时，其两端的电压也太小，远小于其额定电压，所以乙灯不会发光。

答案：A

2：用电压表判断电路故障的方法

1．电压表有示数的原因

电压表两接线柱间含电源部分的电路为通路，同时与电压表并联的部分电路没有短路现象发生时，电压表有示数．

2．电压表无示数的原因

(1)电压表两接线柱间含电源部分的电路为断(开)路．

(2)电压表两接线柱间含电源部分虽然为通路，但与电压表并联的部分电路出现了短路现象．

根据上述原因，我们用电压表很容易判断出电路中的故障．

例2、如图所示的电路中，电源电压为4伏，当开关S闭合时，下列说法中正确的是：

A．灯L1短路，电压表示数为0

B．灯L1断路，电压表示数为0

C．灯L2短路，电压表示数为4伏D．灯L2断路，电压表示数为0

分析及解：首先画出等效电路如图，显然电压表所测电压为灯L1两端电压U1。若灯L1短路，则有U2=U=4伏，U1=0，故A正确。若灯L1断路，则灯L2和电压表串联，因为所以U2=IR2≈0根据U=U2+UV，这样，电压表所测电压为电源电压，示数应为4伏，故B被排除。若灯L2短路，同理，U1=U=4伏，，故C正确。若灯L2断路，电路中没有电流通过，电压表示数为0，故D正确，故应选A、C、D。

例3、两个灯泡串联的电路图如图1所示，开关S闭合后，两个灯泡都不发光，用电压表测灯泡L1两端的电压时，其示数为4.5V，再用电压表测L2两端的电压时，其示数为零，则灯泡L1、L2的故障是

A．L1短路，L2开路 B．L1开路

C．L1、L2都短路 D．L1、L2都开路

分析 用电压表测量L1两端的电压时，电压表的示数为4.5V，说明电压表两接线柱间含电源部分线路a－e－c－L2－b之间是连通的，且a－L1－b部分无短路现象发生，则选项A、C、D同时排除；用电压表测量L2两端的电压时电压表的示数为零，则存在L1开路和L2短路两种可能，但选项中无L2短路，故正确答案为选项B，L1开路．

例4 、某同学连接电路如图2所示，闭合开关S后，发现灯不亮．为检查电路故障，他用电压表进行测量，结果是UAF=3V，UAB=0，UBD=0，UDF=3V，则此电路的故障可能是： A．开关S接触不良 B．电灯L灯丝断了 C．电灯L短路 D．电阻R短路

分析电压表测量结果UAF＝3V，说明电压表两接线柱间含电源部分电路A－G－F之间是连通的；UDF=3V，说明含电源部分电路D－C－B－A－G－F间的电路是连通的，且电路D－E－F部分无短路现象发生，则选项A、B、D可排除．故可以断定电路的故障为C选项，即电灯L短路，且与灯不亮及UBD=0相符合．

例5、 在图4所示的电路中，电源电压为6V，当开关S闭合后，只有一只灯泡发光，且电压表的示数为6V，产生这一现象的原因可能是：

A．灯L1短路 B．灯L2短C．灯L1开路 D．灯L2开路

分析电压表的示数为6V，等于电源电压，说明电压表两接线柱间含电源部分的电路a－L2－b是连通的，且与电压表并联的电路a—S－L1－b无短路现象发生，则选项D和A排除．若L1开路，电压表与L2、电源组成串联电路，虽然电压表示数等于电源电压，但由于电压表的内阻很大，从而导致电路中的电流很小，灯L2不发光，与题设只有一只灯泡发光相矛盾；若L2短路，L2不发光且电压表的