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我们可以从几个方面来对短路问题进行探索与研究,从而对短路进行一定并且深入的理解,并总结自己的经验,拓宽自己的思路,把物理中的电路问题成为自己的优势学习部分,为以后物理电学打下坚固的基础.
一、短路的现象分析
短路,分为电源短路还有用电器短路两种.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.这样会导致电路中电流过大,从而烧坏电源.因此这种情况是不允许发生的.而用电器短路指的是串联的多个用电器中的一个或多个在电路中不起作用,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很大的破坏.
二、多做实验
学生在连接电流表的时候,教师讲过“在任何情况下都不能把电流表直接连到电源的两极”,这时候学生肯定会思考这个问题,电流表为什么不能直接连到电源的两极?于是这个问题便引出了电路短路的问题：在电路中,如果电流不流经用电器,而是电源两极直接相连,这时,我们就说电源短路了.根据欧姆定律可知,因为导线的电阻很小,电源短路时电路上的电流非常大,这样大的电流,电池或者其他电源都不能承受,因此便会造成电源损坏；更严重的是,因为电流过大,会使得导线的温度升高,严重时有可能造成火灾.
在并联电路中,电路发生短路时,由于导线的电阻很小,电流都直接经过导线流回到电源的负极,几乎没有电流经过用电器,用电器不工作,所以对电路中的用电器不会造成损坏,但会损坏电源.但是事实真是如此吗?那么就需要我们用实验来验证了.学生可能在课本上学习了物理短路的问题,这是了解了这个概念而已,并没有在自己的头脑中形成自己的印象,因此,多做一些物理实验便可以增加学生对物理短路知识的了解.在实验中我们用常用的小灯泡等实验器材,组成并联电路来做短路的实验.结果两只小灯泡并联时,电源短路,两只小灯泡仍能发光,只是亮度较暗.其实在实际电路中,由于用电器的电阻比导线的电阻要大得多,在并联电路中,各支路中的电流跟各支路中的电阻是成反比的,电路发生短路时,几乎没有电流经过用电器.而在这次试验中,由于电灯泡的电阻约为几欧姆到十几欧姆,和做短路用的导线的电阻差距不是很大,所以仍有很小一部分电流流经小灯泡,小灯泡仍能发出较暗的灯光.
在串联电路中,整个电路全部被短路,也就是电流不流经用电器,而是电源两极直接相连,用电器不工作,也不会损坏,但会损坏电源；如果某一用电器被短路,另一用电器没有短路,也就是我们通常说的局部短路,被短路的用电器没有电流通过,该用电器停止工作,不会被损坏,另一用电器电压升高,在实际电压不是超过其额定电压很多的情况下,他能继续工作,但功率变大,若电压过大,该用电器有可能会被烧毁.同样的,我们也可以用实验来对前面的结论进行证实.实验表明,被短路的小灯泡,因为前面所讲的电阻的原因,并没有熄灭,而是亮度较暗,另一只没有被短路的小灯泡仍能继续发光,并且比原来更亮了.
利用串联电路某一用电器或电阻发生局部短路,另一用电器在不超过其额定电压的情况下,仍能继续工作,并且实际功率比原来要大.在实际生活中,电热毯的保温和加热,就是把内部的加热器和另一电阻串联,通过定值电阻局部短路,达到调节电饭煲,电热毯功率的目的,使他们同时具有保温和加热等多种功能,让其更好的为我们日常生活服务.
三、总结短路症状
在电路中我们可以通过发现电路中的症状来判断电路是否短路.具体的症状为：
1.用电器不工作.诊断：若题干中电路是串联电路,并且其他的用电器仍在工作,说明该用电器被短路.
2.电流表示数正常而电压表无示数.诊断：电流表示数正常表明电路为通路,电压表无示数表明无电流通过电压表,究其原因有可能就是与电压表并联的用电器被短路.
3.电压表有示数而电流表无示数.诊断：电压表有示数表明电路中有电流通过,电流表无示数说明没有或者几乎没有电流流过电流表,则故障原因有可能是电流表被短路.
4.电流表电压表均无示数.诊断：电流表和电压表都没有示数表明无电流通过两表,说明两表同时被短路.
四、典型习题,加强巩固
下面用一个例题来感受一下短路：
例：现在的小轿车都装有指示灯,以此来提醒司机或者乘客车门是否关好.在四个车门中,只要有一个没有关好（再此题中就相当于有一个开关断开）,指示灯就会亮.在下列设计的模拟电路图中,最符合要求的是（ ）
答案：C
解析：在该题中,只要有一个开关没有闭合,则指示灯就会亮.只有当四个开关全都闭合之后,指示灯才不亮,可推断出四个开关是串联关系,开关与指示灯并联.A图中表示的是任何一个车门关好指示灯就会亮,舍去；B图是所有的车门都关好指示灯才会亮,舍去；D图中,当四个开关都闭合之后,不仅指示灯被短路,同时电源也被短路,不符合要求,舍去；只有C图中所有开关闭合,指示灯会熄灭,因为指示灯L被短路.在此图中还加了一个保护电阻,所以开关无论是闭合还是断开,电源都不会被短路,电路能正常工作,故选C.
从题中我们可以得知,在部分电路短路中被短路的用电器不能工作,在不在该支路上的用电器可以正常工作.
因为初中关于物理短路的知识内涵丰富,所出的题型各有千秋,因此,我们只有在经过不断地学习和总结,具有一定的能力与知识储备之后,对短路的认识便会更深入.短路知识是初中电学部分的难点之一,所以,我们应该学习上有自己的学习方法,将课本中的知识变为自己的理解,这样这种东西才有可能被我们真正所吸收,并生发出自己的见解.此外,还应该多做一些典型的题目,通过对典型电路的分析还有理解,便能很快了解短路的本质,对电路结构的辨别能力具有实质性的提高,从而达到举一反三,融会贯通的目的.