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。
（2）用导线
将导线接到发生断路的地方，导线能把电路接通，可以观察到电路里的电流表有示数或灯泡发光。
例2如图所示电路，闭合开关时，发现电流表指针几乎没有偏转。某同学拿一根导线去查找电路故障，他将导线并接在bc、cd、ed两端时，电流表指针没有发生偏转;将导线并接在ab两端时，发现电流表指针发生了偏转，由此可知电路故障可能是（）
A.e点断路
B.L1断路
C.电流表短路
D.L2断路
分析：电流表无示数先判断断路，当导线在ab之间时电路恢复正常，可判断出故障就在此处。故答案为B。
（3）用电流表
将电流表接到发生断路的地方，电流表相当于一根导线把电路接通，可以观察到电流表有示数或灯泡发光。
例3如图所示，闭合开关S时，电灯L1、L2都不亮。用一个电流表的两端接触a、b两点时，无示数;接触b、c两点时，也无示数;接触c、d两点时，有示数。对此，下列判断中正确的是（）
A.灯L1断路
B.灯L2断路
C.开关S断路
D.灯L2短路
分析：两灯不亮，考虑断路，且用电流表（可看成导线）去试探时电路又恢复正常，所以断路位置，即可确定，答案为C。
（4）用灯泡
将灯泡接到发生断路的地方，电路被接通，可以观察到电路里的电流表有示数或灯泡发光。
例4如图所示电路中，电键S闭合后，两灯均不亮，用灯L3并在ab两点灯均不亮，并bc两点L3和L1能发光，由此可以判断（）
A.灯L1断路
B.灯L1短路
C.灯L2断路
D.灯L2短路
分析：两灯不亮，考虑断路，且用灯泡（导体）去测试时，电路通路，顾可判定断路位置为bc之间，顾答案为A。
2.断路
（1）用电压表
发生局部短路时，电路中有电流。确定断路以后可以用电压表来判断哪里短路。将电压表并联到发生短路的地方，电压表无示数，但并联在其他用电器两端有示数。
例1如图电路中，电源电压为6伏。当开关K闭合时，只有一只灯泡发光，且电压表V的示数为6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：有灯正常工作所以电路有电流，不是断路，考虑短路，电压表有示数，故L1正常，考虑L2，且L2不发光，顾L2断路，答案B。
例2在电学实验中，遇到短路时，常用电压表来检测。某同学连接了如图所示的
Uae=3V，
Ucd=0，
Ude=3V，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，结果是则此电路的故障可能是（）
A.开关S短路
B.小灯泡短路
C.d、e间出现短路
D.e、f间出现断路
分析：题目已点明故障为断路，故电压表并联在短路处时是无示数的，故故障在cd间，故答案为C。
3.其他
例测量“小灯泡额定功率”的实验（小灯泡上标有“2.5V”字样），已知电源是两节新的干电池。
闭合开关以后电流表和电压的示数都很小，可能的原因是：。
答案：刚闭合开关滑动变阻器在阻值最大处
分析：电路有电流，但是是短路吗？如果小灯泡短路，电压表应无示数，这里是示数很小，那是断路吗？电流表不是无示数是示数很小，有电流，所以这就要从断和短的分类里跳出来，这不是简单的断和短。回到题目中，这是一个实验，实验操作有一系列的要求，开关闭合前滑动变阻器阻值要最大，所以这里是刚闭合开关滑动变阻器的阻值太大了，分走了太多电压，电压表示数太小，总阻值太大，电流也太小。
综上所述，分類、对比、归纳总结电路故障，是分析解决电路故障问题的好方法，但要提醒同学们在具体的解决问题时，应注意就具体的故障情况随机应变，活学活用，切不能生搬硬套。
参考文献：
[1]田川.一道初中物理电路试题的思考[J].中学物理（初中版），2018，36（9）：35-37.
[2]蔡晓萱.初中物理电路故障及案例探讨[J].数理化解题研究，2019（32）：41-42.
作者简介：秦海燕，浙江省宁波市，象西周中学。
