电路故障分析教学设计.docx

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电路故障分析教学设计

电路故障分析（教学设计）

电路故障分析

专题一：

串联电路的故障分析

宁波市海曙区段塘学校吕淑君

【教学目标】：

1、掌握串联电路某一用电器发生断路和短路故障时用电器的工作情况以及电流、电压的特点。

2、会用电压表、电流表、导线、灯泡等简单器材进行简单电路检测，能根据现象、电路知识及规律判断出故障所在。

【教学重点】：

1、分析串联电路发生故障时的电流、电压特点。

2、掌握电路故障的一般检测方法，对现象进行综合分析。

【教学难点】：

对电路进行综合分析，判断出故障所在。

【教学流程】：

引入新课

【视频】因电路故障引起的火灾

提问：

这场火灾是因为什么原因引起的？

（电路故障）

【演示实验】电路短路

1、闭合开关，灯泡发光，此时电路没有发生故障。

2、用导线直接连在灯泡两端，使灯泡短路，请大家观察出现了什么现象？

（灯泡熄灭、冒烟、发光、着火……）

由此可见，电路发生故障，会使用电器无法工作，甚至引起火灾事故，因此，分析和排除电路故障是十分重要的。

今天，我们就以实验电路中的串联电路为例，分析电路的故障。

进入新课

【展示】一个故障的串联电路

提问：

闭合开关，会出现什么现象？

（两灯亮了）

操作：

闭合开关

（发现两灯都不亮）

提问：

如果在这个故障电路中只有一处发生故障，且这个故障发生在其中一个用电器上，你知道这里发生断路还是短路故障？

是哪个灯泡发生故障？

要能准确判断出来，我们得先弄清楚串联电路中某一用电器发生断路或短路时用电器的工作情况以及电流、电压的特点。

我们先分析断路时的情况。

一、串联电路中某一用电器断路的特点

（板书：

一、某一用电器断路时的特点）

当L1断路时

提问：

1、两个用电器的工作情况如何？

（两灯都熄灭）

2、电路中是否有电流？

（没有电流）

3、L1两端电压有何变化？

4、L2两端电压为多少？

提问：

有没有不同的意见？

大家的说法是否正确呢？

我们就通过实验验证一下。

实验之前，我们先解决几个问题：

1、这里没有准备电流表，如何判断电路中是否有电流？

2、这里电压表只有1个，如何利用仅有的1个电压表，测量L1、L2以及电源电压？

【活动一】串联电路某一用电器断路时的特点

操作：

1、先制造L1断路的故障

（简单介绍几种方法：

为方便，用小纸片将L1断路）

2、闭合开关后，观察两灯的亮灭情况

3、利用电压表分别测量L1、L2以及电源电压。

注意：

使用电压表时，注意量程以及正负接线柱与电源正负极的对应关系。

4、把现象和数据记录在任务单第一部分的表格中。

5、并把结论补充完整。

6、学生汇报、交流。

结论：

串联电路中某一用电器发生断路时：

1、两个用电器的工作情况：

都不发光。

2、电路中无（有或无）电流。

3、断路的用电器两端电压等于电源电压。

4、无故障的用电器两端电压等于0。

我们发现串联电路中某一用电器断路时，I=0，U断=U总。

（板书：

I=0，U断=U总）

提问：

为什么此时电流、电压会出现这样的情况呢？

我们得从理论上进行分析。

【理论分析】

这是串联电路中某一用电器发生断路时的特点，那么短路又会是什么情况呢？

二、串联电路中某一用电器短路的特点

（板书：

二、某一用电器短路时的特点）

当L1短路时

提问：

1、两个用电器发生什么情况？

电路中是否有电流？

2、L1两端电压为多少？

L2两端电压又为多少？

你们有没有亲身体验过呢？

接下来我们还是动手做一做。

【活动二】串联电路某一用电器短路时的特点

操作：

1、先制造L1短路的故障。

（用导线并联在L1两端）

2、闭合开关，观察两灯的亮灭情况，利用电压表测量L1、L2以及电源电压。

3、将现象和数据记录在第二部分的表格中，并把结论补充完整。

（为保护用电器，做完后，及时断开开关）

4、学生汇报、交流。

结论：

串联电路中某一用电器发生短路时：

1、两个用电器的工作情况：

只有短路的灯泡不发光。

2、电路中有（有或无）电流。

3、短路的用电器两端电压等于0。

4、无故障的用电器两端电压等于电源电压。

（板书：

I≠0，U短=0）

提问：

为什么此时电流、电压会出现这样的情况呢？

我们得从理论上进行分析。

【理论分析】

我们已经清楚了串联电路中某一用电器发生断路和短路的特点，我们就可以利用这些特点反过来判断电路的故障。

三、判断串联电路故障的方法（某一用电器故障）

（板书：

判断串联电路故障的方法（某一用电器故障））

（一）首先，判断故障的类型

到底是发生断路还是短路。

（板书：

（一）判断故障类型）

【展示】1、短路故障电路

提问：

闭合开关，只有一盏灯亮，发生断路还是短路？

（短路）

提问：

你是怎么判断的呢？

（有一盏灯亮，说明有电流，则是短路的情况）

【展示】2、断路故障电路

提问：

闭合开关，两灯都不亮，发生断路还是短路？

（断路）

提问：

你是怎么判断的呢？

（两灯都不亮，说明没有电流，则是断路的情况）

总结：

我们可以利用电流的有无判断故障的类型：

如果有电流，则是短路

如果无电流，则是断路

（板书：

利用电流的有无）

（二）判断故障位置

（板书：

（二）判断故障位置

1、短路）

【展示】1、短路故障电路

提问：

在这个短路故障电路中，是哪一个用电器短路呢？

（L2短路）

提问：

你是怎么判断的呢？

（L2不亮，说明L2短路）

提问：

假如用电器不是灯泡，是两个电阻，无法通过用电器的亮灭判断，那有没有其他方法判断是哪一个用电器短路？

（利用电压表，将电压表并联在其中一个用电器上，电压为0，则该用电器短路；如电压为电源电压，则是另一个用电器短路）

【演示实验】利用电压表判断短路位置

操作：

电压表测量电源电压，再测量L1电压，发现U1=U总

提问：

是哪个用电器短路？

（L2）

提问：

大家的判断是否正确呢？

操作：

将L2反过来，可观察L2被铜丝短路。

总结：

可以通过观察灯泡的亮灭以及利用电压表判断哪一个用电器短路。

（板书：

利用①灯泡的亮灭②电压表）

提问：

断路位置又如何判断呢？

（板书：

2、断路）

【展示】2、断路故障电路

提问：

在这个断路电路中只有一个用电器断路，是哪一个用电器断路呢？

你有什么方法可以判断？

可以借助什么器材呢？

接下来，我们就以4人小组为单位展开讨论。

【讨论】判断哪一个用电器断路的方法

提问：

可以借助什么器材？

如何通过该器材判断断路的位置？

步骤：

1、学生讨论

2、学生汇报、交流并演示

提问：

1、哪一组愿意试一试？

2、你们组想到什么方法？

请你上台给大家演示一下。

3、还有没有其他的方法？

刚才大家用各种方法判断出这个断路故障发生在L1上，我用好的灯泡替换L2，验证大家的判断是否正确。

总结：

通过讨论，我们得到了多种判断串联电路中断路位置的方法：

选用器材

检测电路图

现象及结论

导线

L2发光，L1断路；

L2不发光，L2断路。

电流表

电流表有示数（L2发光），L1断路；

电流表无示数（L2不发光），L2断路。

电压表

电压表有示数，L2不发光，L1断路；

电压表无示数，L2不发光，L2断路。

灯泡

小灯泡发光，L1断路；

小灯泡不发光，L2断路。

（板书：

利用①导线②电流表③电压表④灯泡）

当然还有很多种方法，比如利用简易测通器判断串联电路的故障，大家可以课余时间思考一下，如何使用这种工具判断。

【课堂小结】

当串联电路中只有一处故障，且故障发生在某一用电器上时，大家就可以按照这些步骤和方法分析串联电路的故障问题。