破解初中生常见电路故障难题的策略探究

秦海燕

摘要：初中物理电学的学习中，电路故障分析题的分析判断是学生解题的难点，往往遇到了没有十足的把握，往往是不确定地写下一个答案。下面对初中比较常见的电路故障类型进行一个简单的区分对比，分类讨论这一题型的解题策略，提升学生在解决这类问题时的信心。

关键词：中学物理;解题思路;策略分析

一、难题呈现

例1在做探究欧姆定律的实验中实验电路如图所示，如果电压一个接线柱松动，提问学生电压表会有示数吗？学生都会回答没有。

例2同样的实验电路，如果小灯泡烧坏，提问学生，哪些电表没有示数？学生往往回答：电压表和电流表。

参考答案：电流表

例3（2019杭州中考押题卷30）小金为了探究“电流与电阻的关系”，利用若干个定值电阻

，一个电流表，一个电压表，一个电源，一个开关，一个滑动变阻器以及若干导线连成了如图电路图（电路图中电压表未画出）。

（1）电压表应该并联在的两端。（填“定值电阻”或“滑动变阻器”）

（2）实验开始时，小金刚闭合开关却发现电压表向右偏转了一下然后又回到零刻度线，可能原因是：

;而实验室只有一个额外的电流表，小金还能继续实验吗？如果能，请简要写出方法。

参考答案：（1）并联;（2）闭合开关前未将滑动变阻器滑到阻值最大处;将电流表与一个定值电阻串联后再并联在定值电阻两端。

三道例题中故障判断，学生答题的情况总结：例1第（1）问基本正确;例2很多学生答：电流表和电压表;例3第（2）问第一空很少能答到操作不当，答案基本在断路和短路之间选择。

二、出错原因

例1出现短路的位置非常明显，电压表没有接入到电路中去，这样能够发现电压表没有示数，电流表通路不受影响。例2题干给出的问题是定值电阻断路，电路中没有电流，电流表也明显不存在示数，电压表在短路的时候，不一定不存在示数，认为电压表没有示数，学生对断路的具体情况认识不够。例3学生的答案基本在断路和短路之间选择，对电路故障类型认识不够，不了解故障的种类。

例1、例2对比发现，学生例2出错的原因是对断路故障出现以后的具体现象认识不够，需要学生详细地了解总结断路和短路出现以后具体的现象，例3出现问题的原因在于学生对故障类型了解归纳不够。

三、破解策略

（一）首先對故障分类

对电路故障基本可以分为三大类：

①断路，原因：接触不良、元件本身引起、连接错误。

②短路，原因：元件本身、连接错误。

③其他，原因：如操作不当、选材不当等。

（二）感受断路和短路的故障现象

理论的知识点讲解千万遍，学生还是会错，不如让学生实际感受一下断路、短路的具体情况，下面以电学实验《伏安法测定小灯泡的电阻》为例，实验电路如下图：

让学生先正确地进行电路的连接，然后将开关闭合，在小灯泡正常发光后，进行电流表以及电压表示数的记录。

（1）再断开开关，让学生取下小灯泡，再闭合开关，提问学生基本都知道是断路，再提问学生电表都有示数吗？有的学生就会觉得所有电表肯定没有示数，这时候我们让学生观察实际的实验情况对比电表示数变化，电流表无示数，而电压表的示数却变大了，几乎等于电源电压，当电压表和断路部分并联就会有示数且等于电源电压，这种情况跟学生讲很多遍，电压表只要正负极可以碰到电源正负极，不管电路有没有电流电压表都会有示数。总结断路现象：电路无电流，电流表无示数，但电压表可以有示数。

（2）再次连接好电路，闭合开关，记录此时电表示数，另外取一根导线（提醒学生滑动变阻器一定要保证有电阻接入），将导线并联在小灯泡的两端，观察现象，提问学生，此时电路的故障是什么，学生基本可以回答短路，再提问小灯泡亮吗？学生回答不亮，电流表有没有示数怎么变化？学生也能回答有示数，示数变大，那电压表有没有示数（先不让学生观察，让他们先思考再假设），一部分学生就会认为短路电压表一定有示数，再让学生观察现象，电压表是无示数的，再解释原因，电压表此时也被短接了。再做另外的短路情况，将导线与滑动变阻器并联，观察对比电表示数，电流表有示数，示数变大，电压表也有示数，灯泡变得更亮。总结短路现象：电路有电流，且电流会变大，电压表不一定有示数，短路部分不能正常工作。

刚刚对电路断路和短路故障现象进行了归纳总结。如果出现其他的情况就不能简单地归到断路或短路，需要细致地去考量。

（三）分类讨论解决

在初中科学研究电路中，通常只有一处发生局部故障的情况。首先对电器故障进行识别和分析，在分析的时候，必须根据电路中存在的反常现象进行，比如，灯泡不亮，电压表示数反常，电流表数反常，对其存在的故障进行分析，然后根据题中的条件、测试结果以及现象进行综合的分析，对故障进行确定。

1.断路

发生断路时，电路中没有电流。确定断路以后有几种方法来判断断路的位置：

（1）电压表

把电压表接到断路发生的地方，看能不能通过电压表连通电路，电压表存在示数，并且它的示数等于电源电压，但电路中的灯泡不亮，电流表也无示数。

例1如图电路中，电源电压为3伏。当开关K闭合时，两灯泡都不发光，且电压表V的示数为3伏。产生这一现象的原因可能是（）

A.灯L1短路

B.灯L2短路

C.灯L1断路

D.灯L2断路

分析：两灯不亮，先考虑断路，且电压要示数等于电源电压，指示出断路位置，故答案选C。进一步提问，如果电压表并联在

L1两端呢？电压表将无示数。