初中九年级物理电路的三种状态及特点

电路的三种状态及特点通路：处处接通的电路断路：又叫开路，是某处断开的电路短路：将导线直接连接到电源两端的电路三种工作状态的具体情况：通路状态：通路就是电路中的开关闭合，负载中有电流流过。在这种状态下，电源端电压与负载电流的关系可以用电源外特性确定，根据负载的大小，又分为满载、轻载、过载三种情况。负载在额定功率下的工作状态叫额定工作状态或满载;低于额定功率的工作状态叫轻载;高于额定功率的工作状态叫过载。由于过载很容晚烧坏电器，所以一般情况都不允许出现过载。2、短路状态如果外电路被阻值近似为零的导体接通，这时电源就处于短路状态，在这种状态下，电路中的电流（短路电流）1心E/R。我们知道，电源的内阻一般都是很小的，因而短路电流可能达到非常大的数值，这将电源有烧毁的危险，必须严格防止，避免发生。3、开路状态开路就是电源两端开电路某处断开，电路中没有电流通过，电源不向负载输送电能。对于电源来说，这种状态叫空载。开路

状态的主要特点是：电路中的电流为零。电源端电压和电动势相这三种状态，在我们生活中随处都可以看到，如将电灯的开关合上，电灯发亮，这就是一种通路状态，如果开电灯，同时开冰箱、空调、电饭煲、电视、电脑、音箱、电炒锅，这时负载比较多，容晚出现过载现象，当过载时电线容易冒烟起火。三种状态的特点:通路电路中有电流通过，用电器能够工作（如下图甲所示）0甲断路电路中无电流通过，用电器不能工作（如图乙、丙所示）1乙 两短路电路中电流会很大，可能烧坏电源，这是绝对不允许的（如图丁所示）□常见电路故障的识别方法:.常见的几种电路故障：连接状态产生原因结果开路开关未闭合、电线断裂、接头松动等用电器不能工作短路电源短路一一导线不经过用电器直接跟电源两极连接起来轻则引起电路故障，重则将烧毁电源，甚至引起火灾局部短路一一当电路中有多个用电器时，把其中部分用电器两端直接用导线连接起来被短路的部分用电器不能工作.一般说来，电源短路是必须避免的错误（特殊情况例外，如演示奥斯特实验）。局部短路可分为有意和无意两种。有意短路是一种知识在实际应用中的迁移（如一些电热器的保温电路等），而无意短路则是在操作中出现的错误或疏忽（如家用电器中的两线相碰等）。短路未必会有严重性后果，有时也可以巧妙利用，但应视具体情况而定。一、短路与断路现象分析电路故障类型，主要有两种，短路和断路。短路，又分为电源短路和用电器短路两种。1、电源短路，指导线不经过用电器而直接接到了电源的两极上。导致电路中电流过大，从而烧坏电源。这种情况是绝对不允许的。电源短路，如图两种情况，一种是开关闭合，导线直接接到电源两极上；另一种是开关闭合，电流表直接接到了电源两极上。2、用电器短路，指的是串联的多个用电器中的一个或多个（当然不是全部）在电路中不起作用，这种情况是由于接线的原因或者电路发生故障引起的。这种情况一般不会造成较大的破坏。L1 L2用电器短路，从实验的角度给学生做如图所示的实验，学生观察到：闭合开关，灯泡L1、L2发光，当用一根导线并接到A、B两点之间，灯泡L2熄灭，灯泡L1变亮。事实告诉同学们，此时灯泡12中没有电流流过，电流从电源正极流到A点后，只经过导线流到B点，再流过L/回到电源负极。将这一现象上升到理论就是：从同一起点A到同一终点B，如果存在多条可能的通路，但其中有一条是导线，则电流只流经导线，不通过其他任一通路。这种现象表现出了自然界“最经济的原理”。断路，指电路断开的情况，可能是由于接触问题或者电流过大把用电器烧毁引起的。二、电路故障模拟实验如图所示，灯泡L1和灯泡L2串联在电路中，为了帮助同学们理解故障原因，分别做以下四个模拟实验：实验一：模拟灯匕短路的情形，取一根导线并接到L1的两端，闭合开关，观察到灯L2发光，且亮度变亮，电流表示数变大，电压表无示数（被短路）；实验二：模拟灯匕断路的情形，将灯L1从灯座上取下来，闭合开关，观察到灯L熄灭，电流表无示数，电压表示数变大，为2电源电压；实验三：模拟灯12短路的情形，取一根导线并接到L2的两端，闭合开关，观察到灯匕亮度变亮，电流表示数变大，电压表示数变大；实验四：模拟灯12断路的情形，将灯12从灯座上取下来，闭合开关，观察到灯L熄灭，电流表无示数，电压表也无示数。1三、判断故障的方法使用电压表、电流表、小灯泡、导线等都可以判断故障所在，以下举例说明。方法一、电压表检测法例1在电学实验中，遇到断路时，常用电压表来检测。某同学连接了如图1所示的电路，闭合开关S后，发现灯不亮，为检查电路故障，他用电压表进行测量，结果是Um二的，口向="'"威=3，，则此电路的故障可能是（ ）A.开关S接触不良B.小灯泡灯丝断了d、e间出现断路e、f间出现断路分析：观察电路，灯泡和定值电阻串联，闭合开关S后，发现灯不亮，说明发生断路故障。用电压表测量时，表与被测元件并联，相当于在被测元件旁又使电流有了一条路径。若被测元件通路，由于电压表电阻很大，等效于开路，对电路无影响，其示数为零；若被测元件断路，电流不能从元件通过，只能从电压表通过，因电压表的电阻很大，这个电流很小，灯泡不亮，但电压表有示数，且近似等于电源电压。本题中电压表测得乙,=3*,说明电源可提供3V电压；U"，口配=。，说明a、d两点与电源两极相连的电路某处断开，口”即，说明故障在d、e两点之间且为断路。选择C。方法二、导线检测法例2 （06大连）如图所示，闭合开关S时，灯泡L1、L2都不亮，用一根导线的两端接触a、b两点时两灯都不亮；接触b、c两点时，两灯都不亮；接触c、d两点时，两灯都亮。则（ ）A.灯一断.B.灯与断路C.灯与短路D.开关5断路分析：闭合开关S时，灯泡L1、L2都不亮，说明电路发生断路故障。用一根导线的两端接触a、b两点时两灯都不亮，说明断路故障发生在灯L2和开关上；接触b、c两点时，两灯都不亮；说明断路故障发生在灯L1和开关上；接触c、d两点时，两灯都亮，排除灯泡故障，说明开关5断路，故选D。电流表、小灯泡的检测法与导线相似，电流表检测时要防止造成电源短路。四、典型练习题.如图2所示的电路中，电源电压为6V,当开关S闭合后，只有一只灯泡发光，且电压表V的示数为6V,产生这一现象的原因可能是（ ）A.灯4处短路B.灯4处短路C.灯4处断路D.灯4处断路.如图3所示，当开关S闭合时，发现电流表指针偏转，电压表指针不动。该电路的故障可能是（）A.灯4的接线短路.灯&的接线短路