初中电学实验的故障分析和排除

　　“测定小灯泡的电功率”实验是初中物理一个重要的电学实验，笔者在指导学生分组实验中发现：尽管在实验前老师指出了实验中应该注意的事项，但学生在实验时仍常出现这样或那样的问题。究其原因，主要是由于实验所用的器材较多，学生对它们的特性没有很好地掌握，加上学生平时动手操作较少，实验能力不强，因此出现故障较多。并且多数学生一旦出现了故障总是找老师解决，并不能自己排除，这一方面是由于学生对老师有一种依赖的心理状态，不能主动寻求解决问题的方法；另一方面是由于学生对电路中电压、电流和电阻之间的关系没有理解，对电路的分析不熟练的缘故。所以一堂课结束时，老师常因忙于为学生实验排除故障而疲惫不堪，有些学生也因没有及时排除故障而未能顺利地完成实验。为此笔者将本实验中较常出现的故障进行归纳和总结。

　　测定小灯泡的电功率实验的电路如图1所示。直流电源多采用实验室中的“学生电源”。现将有关的故障现象及相应的改正措施分述如下：

　　故障现象一　将开关S闭合后，调节滑动变阻器滑片P时，发现电流表或电压表的指针沿逆时针方向偏转，这是因为电流表或电压表两接线柱接反了，将它们对调过来接好便可。

　　故障现象二　将开关S合上，发现灯泡过亮，这时应立即断开开关S，首先检查直流电源的电压是否偏大，若偏大，调至正常即可。若电源电压合适，再检查滑动变阻器，这里较常出现的错误有两种：其一是滑动变阻器滑片的位置是错误的，移动滑片使其接入电路中的电阻在闭合开关S前为最大阻值即可；其二是滑动变阻器接线有误，使其处于“直通”（即电流没有经过其电阻丝，而是从其上方的金属杆直接通过，滑动变阻器接入电路中的电阻始终为零）的状态，只要将变阻器的一个接线柱的接法纠正过来即可。

　　故障现象三　在移动滑动变阻器的滑片时，发现电流表的指示值和灯泡的亮度随之同步变化，但电压表指针不动，这是因为与电压表相连的两根导线没有接好或者电压表自身已损坏之故，先检查接线，若接线正常则更换电压表。

　　故障现象四　合上开关S，灯泡不亮，这时可分三种情况：

　　（1）先观察电流表、电压表的读数，若两表读数都为零，故障可能是灯泡两端之外的地方接触不良（尤其可能是滑动变阻器滑片处或开关处接触不良或损坏）；当然也可能是电流表已坏或电源自身出现故障。

　　（2）如果电流表读数为零，但电压表读数等于电源输出的电压，即说明灯泡处接触不良或灯泡已坏。

　　（3）若发现电流表、电压表的读数都非常小，灯泡不亮，适当提高电压后，指示值才相应增大，灯泡亮。但调节变阻器时发现两电表读数和灯泡亮度都不变，这说明滑动变阻器接线有误，使电流始终流经其全部电阻丝，导致总电阻过大并且不可调节。

　　查找出原因后，再对症下药：若接触不良或电流表坏了，将线接好或更换电流表即可；若滑动变阻器接线错了，将其中一个接头调整过来；若滑动变阻器、开关或者灯泡坏了，换上好的即可；若属电源故障，在交流供电正常的情况上，多是因为学生电源保险丝已经烧断（尤其是当电源开始正常供电而突然之间没有电压输出的情况，多属于其保险丝已烧断。造成保险丝烧断的原因多是因为学生粗心，使接线头碰头导致短路之故，这一点老师要告诫学生多注意），更换保险丝即可。若还无效，则更换学生电源。

　　故障现象五　移动滑动变阻器滑片时，电流表和电压表的指示值及灯泡的亮度都随之同步变化，但其指示值总是比较小，灯泡亮度也较弱，这主要是由于电源电压小（个别旧灯泡额定电压比其他灯泡大，而学生因粗心而没有注意），适当调高电源电压即可。

　　通过上面的分析总结，并且在学生做实验之前用比较简单的语言给学生指出这几种常见的故障，以及如何根据这些故障特征（主要是看电流、电压和灯泡的亮度等情况）来迅速地查明原因，找到相应的解决办法。通过实践检验发现，这对于指导学生实验，加强学生对电流表、电压表和滑动变阻器的认识，提高学生对电路的分析与理解以及帮助老师指导该实验都是很有益处的。