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1、14电路故障问题的分析与检测在电路故障的时候，如何科学地对故障进行分析，找出存在的问题并加以排除，这是一个理论结合实际、灵活运用知识及分析判断能力、信息的加工处理能力的综合性问题。14.1理论上的分析方法从理论角度对电路故障进行剖析，经常采用的方法之一是将电路故障发生前后的情况进行对比，以动态分析的方式提取重要信息，并判断、综合等手段进行推理论证；另一种方法是排除法，即在科学分析的基础上，逐步排除干扰、缩小范围直到准确定位的方法。14.1.1定性分析例1：在测量电源电动势及内电阻的实验中，某同学按照图1接好电路后，
2、发现将滑动变阻器的滑借P从A向B缓慢滑动时，开始阶段电流表的示数一直为零，直到滑过C点时电流表的示数突然变大；而电压表示数在P滑过C之前一直保持不变，滑过C点后突然减小，这个电路的故障原因是□分析：在滑臂P从A向左滑到CZ前，电流表的示数P4-1广；、、一直为零，电压表的示数一直不变，说明电流表支路始终BcAjA丿处于断路状态，并且惟一断路的位置不会出现在C点右侧，»此吋由于电压表直接接在电源上，因此其示数可以认为始终等于电源的电动势；由于滑臂滑过C点时电流表示数突E,r然增大、电压表示数突然减小，滑过C点后才一切
3、恢复正图1常，于是可以断定，C处就是导致电路异常变化（断路）的突变点。12.1.2定量分析例2：在图2所示的电路中，电源电动势E=9.0V,,Err内电阻r=3Q,各定值电阻的阻值为——•_R3n/?,=/?2=20Q,/?3=/?4=10Q，所用电压表和电流表._Ri亡R斗.都是理想电表。若四个电阻中有一只出现了断路,时电压表示数为4.8V,电流表的示数为0.36A,由此町以判断发生断路的电阻分析：这是一个提供了全部信息（电源的E,r及构成外电路的全部四个电阻），只不过电路形式不十分直观的问题，对此可首先将电路改
4、画为比较规范的形式（图3）。由图可以看出，电阻心与皿为并联关系，电压表所电压正是它们两端的电压，而电流表显示的则为通过R2和皿的电流之E,r利釆用“排除法”进行分析，如果R3断开，则电压表无示数；如果R?断开，则电流表的示数就是旳屮的电流,但4.8V与0.36A的比值显然不等于10欧；如果&断开,R3则R4与R3的关系变为串联，此时若Rx两端的电压为4.8V,由于R3=R4，因此电源的端电压应9.6V,这要比R2电源的电动势还大显然也不合理，由此屮初步确定，断路电阻应该是R4。也可用题给数据进仃验证，如果"不断,通
5、过它的电流应等于瓦即0.48A,而电流表所测0与R2电流之和仅为0.36A,这显然有悖于故障发牛时提供的数据。所以，在处理电路中局部故障而引起连锁变化的的问题吋，首先要抓住电路发生变化的外特性，按照“部分一整体一部分”的分析思路，灵活运用部分电路及全电路欧姆定律，通过止确的逻辑关系进行科学推理；还要抓住电路中不变的因素，例如E、I•及电路屮其他给定的量。14.2利用仪器进行检测在现实中经常出现这种情况，即故障发生后电路中完全没有电流，此吋已不可能通过理论角度进行分析，必须借助仪器（电压表、电流表及多用电表的欧姆挡等
6、）进行检测，当然在检测的同时，还必须辅Z以理论上的推理论证。1421检测仪器的选择例3：在图4的三根连接导线中，有一根是新的，电阻&、R2及另外两根导线是好的。为了查出断导线，某同学想先用多用电表的红表笔连接在此电源的正极a上，再将黑表笔分别连接在电阻Ri的b端和R?的C端，并观察多用电表指针的示数，在下列选挡小，符合操作规程屮是：（A.直流10V档;RiR2L10Q丁5QB.直流0.5A档;6VC.直流2.5V档;D.欧姆档。分析：原则上看，只要不涉及量程，木题除欧姆档不宜直接选用（使用欧姆档测导线通断时应把待测
7、部分与电路分离）夕卜，直流电压志直流电流档均可取。将红表笔接a,让电流从红表笔流入电表，也完全正确，可见上述选档是符合操作规程，实际上完全収决于测试时选择的量程。由于不清楚断掉的导线是哪一根，在两次测试中便可能出现两种结果：若使用直流电压档，无论哪根导线断掉，电压表都将被串入电路，其示数均为6V；若使用直流电流档，同样也是电流表被串入干路，但当be断开时，通过表的电流为1.2A（6V/5Q）,显然已超出选项B所提供的量程，因此本题只能选Ao14.2.2检测仪器的使用例4：甲、乙两地相距为L,其间铺设了由两根导线组成
8、的电缆，己知每根导线单位长度的电阻为「，如果线路中途某处两导线因绝缘层损坏而连接（损坏处存在着接触电阻），若给你一个量程符合要求的电流表及电压为U的恒压电源，如何找出故障发生的具体位置？分析：由于故障发生的性质已在条件中明确阐明，因此本题的检测原理就是利用恒压电源及串入回路中电流表显示的结果，来提供接触电阻与电缆线左右两部分电阻关系，并借助电阻定律将电阻间的
