题目
小刚在探究“串联电路的特点”中,将两盏标有 “2.5V 0.3A”的小灯泡串联起来,如图,用电压恒定的电源供电.某一时刻,原来正常发光的两盏灯同时熄灭,关于 这两盏灯的故障判断,小刚给出了四种猜测: A.一盏灯断路,另一盏灯完好 B.一盏灯短路,另一盏灯完好 C.一盏灯断路,另一盏灯短路 D.电源电压升高,两盏灯同时被烧断 (1)你认为可能性最大的是 _________ ; (2)如果这两盏灯熄灭的原因是其中的一盏灯有故障,现有 ①规格相同的灯泡;②符合要求的电压表;③符合要求的电流表;④一段有绝缘皮的铜导线.在它们中间选择 一样来检测故障,你认为不适用的有 _________ ,你的理由是 _________ . (3)故障排除后,小刚测出了如下数据,得出了结论: ①串联电路中电流处处相等; ② 串联电路中各部分电压相等,各部分电压之和等于总电压; 请你对上述结论分别进行评价,写出两点评价意见: ① _________________________________________; ② _________________________________________. |
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题型:探究题难度:中档来源:江苏模拟题
所属题型:探究题
试题难度系数:中档
答案
(1)A (2)③④;短接其中一灯时可能会烧坏另一灯 (3) ①只测一组数据,结论不具有普遍性,应多次测量 ②两个灯泡规格相同,不能得出电压等于各部分电压之和,应换规格不相同的灯泡做实验。 |
考点梳理
初中三年级物理试题“小刚在探究“串联电路的特点”中,将两盏标有“2.5V0.3A”的小灯泡”旨在考查同学们对
电路故障分析、
串联电路的电流规律、
串联电路的电压规律、
家庭电路的故障分析、
……等知识点的掌握情况,关于物理的核心考点解析如下:
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- 电路故障分析
- 串联电路的电流规律
- 串联电路的电压规律
- 家庭电路的故障分析
考点名称:电路故障分析
电路常见故障分析
故障1:闭合开关后,灯泡忽明忽暗,两表指针来回摆动;
原因:电路某处接触不良;
排除方法:把松动的地方拧紧。
故障2:闭合开关前灯泡发光闭合开关后灯泡不亮了两表也无示数
原因:开关与电源并联导致所有东西都被短路
后果:极容易烧坏电源
故障3(也就是做题最常见的故障):闭合开关后灯泡不亮电流表几乎无示数电压表所呈示数几乎为电源电压
原因1:灯泡断路故电压表串联到了电路中
一般判断电路时把电压表当做断路是因为它的电阻很大很大,所以,如果电压表与一灯泡并联而这个灯泡断路了就相当于直接把这个电压表串联在电路中I=U/R,因为电压是恒定的电阻巨大,所以电流表的示数就很小了,而串联式靠电阻分压的。由于电压表的电阻巨大,在这么大的电阻前灯泡的电阻就显得微不足道,所以电压表显示的几乎是电源电压;
原因2:电流表与电压表位置互换
这样灯泡就被几乎没有电阻的电流表(它接到了电压表的位置上)短路故不亮电路中只串联了一个电流表和一个电压表因为电压表的电阻很大所以几乎分到了全部电压而由于电压表的电阻大所以电流表几乎无示数;
补充一下啊:有时做题会问你如果在测小灯泡电阻的实验中(或是电路图中只有一个灯泡两表)如果电流表与电压表位置互换会有什么后果就答:灯泡不亮电流表几乎无示数(其实就是没示数)电压表所示几乎为电源电压(其实就是电源电压)
故障4:闭合开关后无论怎样移动滑动变阻器的滑片灯泡亮度与两表示数均无改变;
原因:变阻器没有按照一上一下的方法来接
补充一下:变阻器全接上接线柱时:相当于导线(这是极不安全的容易造成电路电流过大)变阻器全接下接线柱是:相当于一个定值电阻。
故障5:闭合开关后,无论怎样移动滑片灯泡都不亮
原因1:电路某一处断路
原因2:灯泡被导线或电流表短路
故障6:灯泡亮两表指针反向偏转;
原因:两表的正负接线柱接反了
“症状”1:用电器不工作。诊断:
(1)若题中电路是串联电路,看其它用电器能否工作,如果所有用电器均不能工作,说明可能某处发生了断路;如果其它用电器仍在工作,说明该用电器被短路了。
(2)若题中电路是并联电路,如果所有用电器均不工作,说明干路发生了断路;如果其它用电器仍在工作,说明该用电器所在的支路断路。
“症状”2:电压表示数为零。诊断:
(1)电压表的两接线柱到电源两极之间的电路断路;
(2)电压表的两接线柱间被短路。
“症状”3:电流表示数为零。诊断:
(1)电流表所在的电路与电源两极构成的回路上有断路。
(2)电流表所在电路电阻非常大,导致电流过小,电流表的指针几乎不动(如有电压表串联在电路中)。
(3)电流表被短路。
“症状”4:电流表被烧坏。诊断:
(1)电流表所在的电路与电源两极间直接构成了回路,即发生了短路。
(2)电流表选用的量程不当。
电路故障检查的一般方法
对于新设计组装的电路来说,常见的故障原因有:
(1)实验电路与设计的原理图不符;元件使用不当或损坏;
(2)设计的电路本身就存在某些严重缺点,不能满足技术要求,连线发生短路和开路;
(3)焊点虚焊,接插件接触不良,可变电阻器等接触不良;
(4)电源电压不合要求,性能差;
(5)仪器作用不当;
(6)接地处理不当;
(7)相互干扰引起的故障等。
检查故障的一般方法有:直接观察法、静态检查法、信号寻迹法、对比法、部件替换法旁路法、短路法、断路法、暴露法等,下面主要介绍以下几种:
1. 直接观察法和信号检查法:与前面介绍的调试前的直观检查和静态检查相似,只是更有目标针对性。
2. 信号寻迹法:在输入端直接输入一定幅值、频率的信号,用示波器由前级到后级逐级观察波形及幅值,如哪一级异常,则故障就在该级;对于各种复杂的电路,也可将各单元电路前后级断开,分别在各单元输入端加入适当信号,检查输出端的输出是否满足设计要求。
3. 对比法:将存在问题的电路参数与工作状态和相同的正常电路中的参数(或理论分析和仿真分析的电流、电压、波形等参数)进行比对,判断故障点,找出原因。
4. 部件替换法:用同型号的好器件替换可能存在故障的部件。
5. 加速暴露法:有时故障不明显,或时有时无,或要较长时间才能出现,可采用加速暴露法,如敲击元件或电路板检查接触不良、虚焊等,用加热的方法检查热稳定性差等等。
考点名称:串联电路的电流规律
串联电路特点:
串联电路中,电流处处相等,即I=I1=I2=…=In。在串联电路中只要测出任何一个位置的电流,就知道了其他位置的电流。
实验探究串联电路的电流规律:
1. 实验电路:
2. 实验步骤:
(1)根据串联电路的电路图,组装好实验装置
(2)选用电流表的最大量程,并把电流表接在电路的a处。
(3)合上开关,测出a处的电流值。
(4)把电流表先后改接在电路中的b、c处,分别测出电流值,并对电路中Ia、Ib、Ic进行比较分析。
3. 结论:串联电路各处电流都相等Ia=Ib=Ic。
考点名称:串联电路的电压规律
串联电路电压规律:
在串联电路中,总电压等于各用电器两端的电压之和,即U=U1+U2+…+Un。
实验探究串联电路电压规律:
1.实验器材:电源、导线、开关、灯座、小灯泡、电压表。
2.实验电路图:如图甲所示。
3.实验步骤:
(1)按实验电路图连接好电路。连接电路过程中,开关应处于断开状态。
(2)将电压表并联在灯L1两端,测出Ll两端电压U1。在不超过量程的前提下,电压表量程应首选“0~3V”。
(3)合上开关后,将电压表的示数记录在下表中。
(4)用电压表分别测出L2两端电压U2、电路总电压U总,记下电压表示数,并填入表中。
4. 结论:串联电路中U总=U1+U2
考点名称:家庭电路的故障分析
家庭电路故障类型:
学会判断家庭电路常见的故障不仅能提高学生学以致用的意识,还能解决实际生活中的问题,培养学习兴趣。所以,家庭电路的故障是常考的题型之一,家庭电路常见故障有四种:开路、短路、过载和漏电。
开路 电灯不亮,用电器不工作,表明电路中出现开路。开路时电路中无电流通过,该故障可用测电笔查出。
短路 短路就是指电流没有经过用电器而直接构成通路。发生短路时,电路中的电阻很小,电流很大,保险丝自动熔断。若保险丝不合适,导线会因发热,温度迅速升高,而引发火灾。
过载 电路中用电器过多或总功率过大,导致通过导线的总电流大于导线规定的安全电流值。出现这种情况轻者导致用电器实际功率下降;重者导线会因过热而引发火灾。
漏电 如果导线外层或用电器的绝缘性能下降,则有电流不经用电器而直接“漏”入地下,漏电会造成用电器实际功率下降,也能造成人体触电。使用漏电保护器能预防漏电的发生。
有关电路故障的试题:
例1 小明晚上做功课,把台灯插头插在书桌边的插座上,闭合台灯开关,发现台灯不亮。为了找出故障原因,小明把台灯插头插入其他插座,发现台灯能正常发光,用测电笔插入书桌边的插座孔进行检查,发现其中一个孔能使测电笔的氖管发光,故障原因可能是( )
A.进户线火线上的熔丝烧断
B.进户线零线断了
C.书桌边的插座与零线断开
D.书桌边的插座与火线断开
点拨:家庭电路中的两根电线,一根是火线,另一根是零线,它们间的电压是220V。正常情况下,零线与大地之间无电压,火线与大地之间电压是220V。测电笔的氖管只要发光,就表明它接触的是火线。这样可排除选项中的A、D,再根据把台灯插头插入其他插座,台灯能正常发光,可排除B。故选C。
答案:C
例2 暑期,徐延同学家新装了一台3kW的空调机,试用了一会儿,家中突然停电,检查发现熔丝断了。导致上述故障的原因可能是( )
A.插头和插座接触不良
B.电路中用电器的总功率过大
C.空调机内部断路
D.控制空调机的开关短路
点拨:熔丝断了,只可能有两个原因:短路和过载。选项A、C都是电路中出现开路,不会造成熔丝熔断。选项D开关短路,不是电路短路,只会造成开关常闭。选项B中用电器的总功率过大,导致通过熔丝的总电流大于熔丝的熔断电流,使熔丝熔断。
答案:B
例3 小亮在开着空调的书房里复习功课,妈妈在厨房忙着做晚饭,当她把电饭煲的插头插入插座时,家里的空气开关就“跳闸”了,原因可能是电饭煲插头内部发生了 ,导致电路中 过大,引起“跳闸”。
点拨:空气开关在电路中发生短路、过载、欠压(电压过低)等异常情况时能自动切断电路。从本题情况看,空气开关“跳闸”只可能是短路引起的。
答案:短路;电流