淺談初中動(dòng)態(tài)電路和電路故障的分析方法

電路動(dòng)態(tài)分析題和電路故障分析題是初中學(xué)生物理學(xué)習(xí)過程中的一個(gè)難點(diǎn)，其原因是這兩類題目對(duì)學(xué)生有較高的能力要求。進(jìn)行電路故障分析，要以電路動(dòng)態(tài)分析能力作為基礎(chǔ)，而電路故障分析又是電路動(dòng)態(tài)分析的載體，因此我們將這兩類分析題整合在一起進(jìn)行分析研究。

動(dòng)態(tài)電路主要指滑動(dòng)變阻器滑片的移動(dòng)引起電路中其他物理量的變化和開關(guān)的斷開或閉合引起電路中電學(xué)物理量的變化。

一、解這類題之前首先明確四個(gè)問題

①電源電壓恒定，測其電壓的電壓表示數(shù)不變。②電流表內(nèi)阻很小可視為導(dǎo)線，電壓表內(nèi)阻很大（通過電流很?。┛梢暈閿嗦罚妷罕砜蛇B同它所在支路去掉以簡化電路。③分析電路時(shí)電燈電阻一般情況下不變。④電阻變化規(guī)律：a.串聯(lián)電阻的個(gè)數(shù)越多，總電阻越大。并聯(lián)電阻的個(gè)數(shù)越多，總電阻越小。b.不論串聯(lián)還是并聯(lián)，其中有一個(gè)電阻的阻值增大，總電阻就增大，反之亦然。

二、分析方法

第一步：簡化電路（把電流表看做導(dǎo)線，把電壓表所在的支路直接去掉）第二步：留值（明確電流表測的是通過哪個(gè)用電器的電流，電壓表測的是哪個(gè)用電器兩端的電壓）第三步：動(dòng)態(tài)分析（一般是電阻的變化引起電流和電壓的變化）。注意：抓住題中不變的量，如電源電壓不變，定值電阻阻值不變，一般情況下燈泡電阻不變等。

三、動(dòng)態(tài)電路（兩類題型）

第一類：滑動(dòng)變阻器的滑片P的位置的變化引起電路中電學(xué)物理量的變化

①明確電路（電壓表直接去掉，電流表看成導(dǎo)線簡化電路）；②看準(zhǔn)每個(gè)電表分別測的是誰的電壓和電流；③先看電阻的變化，再根據(jù)歐姆定律判斷電流、電壓的變化。

第二類：開關(guān)的斷開或閉合引起電路中電學(xué)物理量的變化

①明確斷開和閉合是分別是什么電路；②畫出等效電路（電壓表直接去掉，簡化電路）；③根據(jù)歐姆定律進(jìn)行判斷（注意串、并聯(lián)電路電流、電壓關(guān)系的運(yùn)用）

電路中故障的判斷是物理知識(shí)和生活實(shí)踐聯(lián)系的一個(gè)重要方面，在中考中是一個(gè)考察的一個(gè)熱點(diǎn)內(nèi)容。電路故障一般分為短路和斷路兩大類。分析識(shí)別電器故障時(shí)，一定要根據(jù)電路中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象，如燈泡不亮，電流表和電壓表示數(shù)反常等，分析其發(fā)生的各種可能原因，再根據(jù)題中給的其他條件和現(xiàn)象、測試結(jié)果等進(jìn)行綜合分析，確定故障。

斷路的判斷：

用電器所在的線路斷路時(shí)，那條線路中沒有電流，用電器不能工作。

（1）如果電路中用電器不工作，且電路中無電流，則電路斷路。

（2）具體到那一部分?jǐn)嗦?，有兩種判斷方式：①把電壓表分別和各處并聯(lián)，則有示數(shù)且比較大（常表述為等于電源電壓）處斷路（電源除外）；②把電流表分別與各部分并聯(lián)，如其他部分能正常工作，則當(dāng)時(shí)與電流表并聯(lián)的部分?jǐn)嚅_了。

四、短路的判斷

用電器所在的線路短路時(shí)，線路中有電流，但該用電器不能工作。①串聯(lián)電路或者串聯(lián)部分中一部分用電器不能正常工作，其他部分用電器能正常工作，則不能正常工作的部分短路。②把電壓表分別和各部分并聯(lián)，導(dǎo)線部分的電壓為零表示導(dǎo)線正常，如某一用電器兩端的電壓為零，則此用電器短路。

五、解決這類問題的常用的主要判斷方法

故障1：用電器不工作。判斷：①若題中電路是串聯(lián)電路，看其它用電器能否工作，如果所有用電器均不能工作，說明可能某處發(fā)生了斷路；如果其它用電器仍在工作，說明該用電器被短路了。②若題中電路是并聯(lián)電路，如果所有用電器均不工作，說明干路發(fā)生了斷路；如果其它用電器仍在工作，說明該用電器所在的支路斷路。

故障2：電壓表示數(shù)為零。判斷：①電壓表的兩接線柱到電源兩極之間的電路斷路；②電壓表的兩接線柱間被短路。

故障3：電流表示數(shù)為零。判斷：①電流表所在的電路與電源兩極構(gòu)成的回路上有斷路。②電流表所在電路電阻非常大，導(dǎo)致電流過小，電流表的指針幾乎不動(dòng)（如有電壓表串聯(lián)在電路中）。③電流表被短路。

故障4：電流表被燒壞。判斷：①電流表所在的電路與電源兩極間直接構(gòu)成了回路，即發(fā)生了短路。②電流表選用的量程不當(dāng)。

不管“短路、斷路”成因是多么復(fù)雜，其實(shí)質(zhì)卻很簡單，我們可以認(rèn)為“短路”的用電器實(shí)質(zhì)就是電阻很小，相當(dāng)于一根導(dǎo)線，“斷路”的用電器實(shí)質(zhì)就是電流無法通過相當(dāng)于斷開的電鍵。在分析中用導(dǎo)線代替“短路”的用電器，用斷開的電鍵代替“斷路”的用電器，往往會(huì)收到意想不到的效果。

在解動(dòng)態(tài)電路和電路故障問題時(shí)，最好能結(jié)合實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生直觀觀察、分析、歸納，并利用復(fù)習(xí)電路實(shí)驗(yàn)時(shí)在實(shí)驗(yàn)中創(chuàng)設(shè)實(shí)際情景讓學(xué)生切身體驗(yàn)、嘗試自行解決，這樣更有利于學(xué)生的理解和掌握，并成為學(xué)生的一種經(jīng)驗(yàn)，便于學(xué)生學(xué)以致用，以用促學(xué)，學(xué)用相長

作者簡介：

陶志遠(yuǎn)（1987.11～），男，籍貫：甘肅天祝，工作單位：甘肅省天?？h第三中學(xué)，大學(xué)本科，中學(xué)二級(jí)教師，研究方向：初中物理教學(xué)。endprint