局部短路[1].doc

1、局部短路定 义 ： 局 部 短 路 就 是 将 导 线 与 用 电 器 并 联 ， 那 么 根 据 并 联 分 流 的 特 点 ， 电 流大 部 分 经 过 导 线 ， 只 有 很 少 的 部 分 经 过 用 电 器 ， 这 就 叫 局 部 短 路 。 判 断 方 法 ： 1.看 电 流 的 流 径 ,在 电 流 的 流 过 路 径 中 ,先 找 到 一 个 分 点 ,再找 下 一 个 合 点 ,其 间 有 几 条 电 流 流 径 ,只 要 有 一 条 没 有 用 电 器 (没 有 电 阻 ),就 是 局 部 短 路 。 此 分 点 中 的 几 个 支 路 中 的 用 电 器 会 被 短 路

2、。 (只 有 在 串 联 电路 中 有 局 部 短 路 ） 2.从 用 电 器 一 端 不 经 过 其 他 用 电 器 或 电 源 到 达 另 一 端 ， 则 此 用 电 器 被 局部 短 路短路故障的判断方法1）、把电压表分别和各部分并联，导线部分的电压为零表示导线正常，如某一用电器两端的电压为零（相当于测导线的电流），则此用电器被短路。2）、正负法（“+”“-”法）：在电路中，把每个用电器的两端都找两个点，然后给每个点标上适当的符号（“+”号或“-”号）即与电源正极直接相连（中间不经过任何用电器，但电流表除外）的那个点为“+”点，与电源负极直接相连的那个点为“-”点。根据电压是形成电流的原

3、因，某个用电器两端是异号，说明该用电器两端有电压（根据课本介绍电源两端有电压的方法得出）。电路闭合后就会有电流通过该用电器，那么这个用电器就没有被短路，而用电器两端是同号（全部是“+”号或“-”号），说明该用电器两端无电压，也就是没有电流通过该用电器，从而判断该用电器被短路。正负法应用举例在较复杂的电路中使用正负法能使问题简单化，而且能很快的判断电路中是否存在局部短路的现象，同时根据电流的流径也能判断用电器之间的连接方式，从而能够顺利解决题目中所求的问题，这种方法在初中范围内实用性较强，符合中学生的知识水平。初中物理电学综合问题难点突破电学综合题历来是初中物理的难点，在近几年的中考题中屡屡出现

4、，由于试题综合性强，设置障碍多，如果学生的学习基础不够扎实，往往会感到很难。在实际教学中，许多教师采用的是“题海战术”，无形加重了学生学习的课业负担。探索和改进电学综合问题教学，是一项很有价值的工作。在长期的初中教学实践中，本人逐步探索了一套电学综合问题教学方案，对于学生突破电学综合问题中的障碍有一定效果。一、理清“短路”概念。在教材中，只给出了“整体短路”的概念，“导线不经过用电器直接跟电源两极连接的电路，叫短路。”而在电学综合题中常常会出现局部短路的问题，如果导线不经过其他用电器而将某个用电器（或某部分电路）首尾相连就形成局部短路。局部短路仅造成用电器不工作，并不损坏用电器，因此是允许的。

5、因它富于变化成为电学问题中的一个难点。局部短路概念抽象，学生难以理解。可用实验帮助学生突破此难点。实验原理如图 1，当开关 S 闭合前，两灯均亮（较暗）；闭合后，L 1不亮，而 L2仍发光（较亮）。为了帮助初中生理解，可将 L1比作是电流需通过的“一座高山”而开关 S 的短路通道则比作是“山里的一条隧洞”。有了“隧洞”，电流只会“走隧洞”而不会去“爬山”。二、识别串并联电路电路图是电学的重要内容。许多电学题一开头就有一句“如图所示的电路中”如果把电路图辨认错了，电路中的电流强度、电压、电阻等物理量的计算也随之而错，造成“全军覆没”的局面，所以分析电路是解题的基础。初中电学一般只要求串联、并联两

6、种基本的连接，不要求混联电路。区分串、并联电路是解电学综合题的又一个需要突破的难点。识别串、并联有三种方法，、电流法；、等效电路法；、去表法。、电流法：即从电源正极出发，顺着电流的流向看电流的路径是否有分支，如果有，则所分的几个分支之间为并联，（分支前后有两个节点）如果电流的路径只有一条（无分支点），则各元件之间为串联。此方法学生容易接受。、等效电路法：此方法实质上运用了“电位”的概念，在初中物理中，电压的概念，是通过“水位差”的类比中引入的。那么，可借助于“高度差”进行类比，建立“一样高的电位”概念。可以通过类比手法，例如：如果某学校三层楼上有初三、初三、初三三个班级，二层楼上有初二、初二、

7、初二三个班级，那么初三年级与初二年级任意两个班级之间的“高度差”是一样的，都相差“一层楼”。因为初三年级各班处于“一样高”的三层楼上，而初二年级各班级处于“一样高”的二层楼上。在电路中，也有“一样高电位”的概念。在电路中，无论导线有多长，只要其间没有用电器都可以看成是同一个点，即电位“一样高”。因此，我们可以找出各元件两端的公共点画出简化的等效电路。图 2、图 3 是对各电阻的连接情况分析。图 2 图 3如上图 2 红线上各个点都与电源正极“电位一样高”，蓝线部分与电源负极“电位一样高”，可以简化为图 3。在图 3 中，R 1、R 2、R 3的并联关系也就显而易见了。、去表法：由于电压表的内阻

8、很大，并联在电路中时，通过它的电流很小，可忽略不计。故在电路中去掉电压表，不会影响电路结构，电压表所在之处可视为开路。而电流表的内阻很小，串联在电路中几乎不影响电路的电流强度，因而，在电路分析中，可视其为一根导线，去掉后改成一根导线即可。三、“表格分析法” 整理解题思路不少初中生反映，电学习题涉及概念、公式多，解题头绪多，容易出错。要突破这个难点，关键在于整理出清晰的解题思路。可以使用“表格法”帮助整理解题思路。表格的列，列出有关用电器的电流、电压、电阻、电功率四个物理量。在一般计算中，出现用电器多为纯电阻，根据欧姆定律 I=U/R，电功率的计算公式 P=UI，在四个物理量中只要知道了其中的两

9、个，就可以求出剩余的两个物理量。（有六种情况）表格的行，列出电流等物理量在各分电路和总电路的数值，或物理量在用电器的各种状态下（如额定工作状态、电路实际工作状态）的数值。而根据串、并联电路的特点或根据题设，只要知道其中的两个（或一个），就可以求出剩余的物理量。典型例题：如图 4 所示，R 1=2 欧，R 2=6 欧，接在电源上时，电压表的示数为 0.5伏，求电路消耗的总电功率是多少？这是有关两个电阻串联的典型习题，有关电阻 R1的物理量：I 1、U 1、R 1、P 1；有关电阻 R2的物理量：I 2、U 2、R 2、P 2；有关总电路的物理量：I、U、R、P。在这 12 个物理量中，已知其中的

10、三个物理量，就可以求出剩余的 9 个物理量。用“表格分析法”进行解题分析如下表 1表 1：有关 R1 有关 R2 有关总体 横向关系电流 I1 I2 I 电流相等电压 U1=0.5V * U U=U1+U2电阻 R1=2 * R2=6 * R R=R1+R2电功率 P1 P = ?注：* 表示为题目中已知量。解题分析：从表中“有关 R1”的纵向可以看出，由于已知了 U1和 R1故可以求出I1和 P1（在本题不需要求出）；再由“有关电流”的横向关系来看串联电路电流处处相等，可进一步得出 I2和 I；再从“有关总体”的纵向来看，要求 P，则除了已求出的电流 I 这一个物理量外，还需要在 U 和 R

11、 两者之中知道第二个物理量，方可求出。而要求 R 或求 U，则可以从“有关电阻”的横向关系或“有关电压”横向关系中求出来。在这一步也就可以用两种方法，所谓一题多解。解： 有关 R1纵向关系因为 R1与 R2串联 总电流 I=I1=0.25A 横向关系总电阻 横向关系 总功率 有关总电阻纵向关系有一类习题，是关于灯泡的，常有额定状态和工作状态，如用“6V3W”字样已知了灯泡额定状态的电压和电功率，而工作状态则常常为“电功率最小时（或最大时）”等情况。横向关系往往在题设中出现，如设灯泡的电阻不变，或设电源的总电压不变等。四、有关“电路变化”分析不少同学反映“变化的电路难，不知从何下手”。这是因为分

12、析变化的电路涉及的内容广，考虑的问题深。对电阻、电流强度、电压及电功率相互关系的分析，稍有不慎就会造成连错反应，得出错误的结论。这是电学综合问题的又一个难点。变化电路主要是通过开关或滑动变阻器的改变来富于电路变化的。电路中有多个开关，通过开关闭合和断开的状态变化，往往会使各用电器的连接关系发生变化，而滑动变阻器则通过滑片来改变其连入电路的有效电阻，从而使电路中的电压、电流、电功率等数值发生变化（也有改变电路结构的）。有关变化电路，应在学会识别“部分电路短接”和学会识别串并联电路的基础上，掌握分析变化电路的基本思路。1、开关的通、断造成电路的变化当开关处在不同状态时，由于断路和短路，接入电路中的

13、用电器，及其用电器之间的连接方式一般要发生变化，因此首先要在原电路的基础上画出各种情况下的实际电路。改画时要根据电流的实际情况，运用“拆除法”。拆除法要求：、去掉被断路的元件；、去掉已被短路的元件；、用“去表法”去表，其原则是“电压表处是断路，电流直过电流表”。在去掉电压表时，要分析电压表读出来的是哪部分电路两端的电压，可用等效电路法进行分析。例题：如图 5 所示电路中，电源电压保持4 伏，L 1的电阻为 4 欧，L2、L 3的电阻均为 16 欧求：、S 1、S 2都断开时，电流表和电压表的示数。、S 1、S 2都接通时，整个电路消耗的电功率。 例题分析：在题中的当开关处于闭合或断开的两种情况

14、下电路结构发生了变化，可进行电路的改画，见图 6。注：图中虚线部分是要去掉的部分。在用“去表法”去掉电流表电压表后，要分析它们分别测量哪一个用电器的哪一个物理量。电压表可借助于“等电位”进行分析。在图 7 中，红线、蓝线、黑线分别是三个“同电位点”，由图 7 中可见，L 1与电压表 V 均加在蓝线与黑线之间，所以电压表是 L 两端的电压。解：当 S1、S 2都断开时，L 1、L 3串联。电流表读数 电压表读数 当 S1、 S2都接通时，L 2、L 3并联。总电阻 总功率 2滑动变阻器变化问题滑动变阻器连入电路中的有效电阻发生变化了，或是引起电路结构的变化，或是引起电路中电压、电流、电功率的变化

15、。典型例题：如图 8 所示电路中，电源电压不变，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表和电压表的示数变化情况是 A、电流表和电压表的示数变大； B、电流表和电压表的示数变小；C、电流表示数变小，电压表示数变大； D、电流表示数变大，电压表示数变小。有关滑动变阻器的此类型问题，解题关键是：、弄清滑动变阻器原理，滑片滑动时电阻是变大还是变小？、弄清物理量是否变化，一般来说，电源的电压，定值电阻的阻值是不变，其它的物理量都是变化的；、弄清电压表读数读出的是哪一个电器两端的电压；、利用表格整理分析问题的思路。上例题表格分析如下：有关 R1 有关 R2 总电路 关系电流I1I2 I ？ 串联电流相等电压 U1 ？ U 总 不变 U 总 =U1+U2电阻 R1 不变 R2 R 总 R 总 =R1+R2由电阻横向关系可知， 因 R1不变，R 2变大，故 R 总 将变大；再由总电路纵向关系 可知，R 总 变大，U 总 不变，故 I 将变小（电流表读数）；因串联电路电流相等 I1=I；再由有关 R1纵向关系 可知，I 1变小，R 1不变，故 U 1将变小（电压表读数变小）。