“三步法”跨越電學故障分析的難點

張玉玲

正確使用測電筆可辨別火線和零線：當筆尖金屬體接觸電線時，氖管發光，接觸的是火線；若氖管不發光，接觸的是零線。 把測電筆插入電源插座的左、右兩孔時，左插孔因連接著零線，氖管不發光，右插孔因連接著火線會使氖管發光（按國家規定的技術要求安裝的線路）。如果測電筆插入電源插座的左、右兩孔時發現氖管都能發光，則電路出現了故障。學生感覺很難掌握解決此故障的方法，筆者嘗試用三步走的方案，很好的突破了這個難點。

第一步，原理牢記，夯實基礎

測電筆原理：使用測電筆時，手要接觸筆尾金屬體，用測電筆的筆尖去接觸要辨別的電線，接觸的是火線時，火線、測電筆、人體和大地之間構成了回路，回路兩端的電壓為220V，回路有微弱的電流流過測電筆（約0.3mA），使氖管發光，因電流很小人體安全。若測電筆接觸的是零線，則零線、測電筆、人體和大地這一回路兩端的電壓為0V，沒有電流通過測電筆，故氖管不發光。

設計問題：使用測電筆時，絕對不能用手接觸筆尖金屬體，也不能用普通的電阻代替測電筆中的高電阻，為什么？學生能夠正確回答這個問題時，就可以進行第二步。

第二步，實驗協助，總結規律

用測電筆和家庭電路示教板（電路圖如圖1所示）做幾個實驗，最好采用先讓學生判斷結果再實驗檢驗。

實驗1 火線和零線上的熔絲A、B完好，開關S閉合時，電燈亮，用測電筆插入插座C的左右兩孔，氖管發不發光？若S斷開，電燈不亮，再用測電筆插入C的左右兩孔，氖管發不發光？（實驗結果均為：插入左孔，氖管不發光；插入右孔，氖管發光）

實驗2 火線上的熔絲A熔斷了（或拔掉），S斷開時，用測電筆插C的左、右兩孔，氖管發不發光？S閉合時呢？熔絲A、B都熔斷時呢？（實驗結果均為：插入左、右兩孔時氖管都不發光）

實驗3 零線上的熔絲B熔斷了，S斷開，用測電筆插C的左、右兩孔，氖管發不發光？（實驗結果：插左孔時氖管不發光，插右孔時，氖管發光）

若S閉合時呢？此時燈亮不亮？（實驗結果：插入左、右兩孔時氖管都發光，燈不亮）

規律總結：插座左、右兩插孔使氖管都發光的條件是插座處的火線和零線通過其他支路而相連（實驗中通過閉合S的電燈支路相連），并且零線上的熔絲或進戶線的零線在某處發生斷路（斷路之后的用電器因沒有電流回路不工作，之前的電路正常）。

第三步：習題催化，故障跨越

習題1 小華發現家中用電器均不能工作，而鄰居能正常用電，他用測電筆測試電源插座，發現插座兩孔都能使氖管發光，原因可能是（ ）

A.家屬區停電了

B. 有一燈的燈絲斷了

C. 進戶線的零線斷了

D. 進戶線的火線斷了

答案 C

分析 家中所有用電器不工作，鄰居正常用電，則自家電路出了故障，A錯。家中各用電器是并聯的，若一燈的燈絲斷了，只會影響這盞燈的通斷，其它用電器照常工作，B錯；若進戶線的火線斷了，則氖管不會發光，D錯。進戶線的零線斷了，斷路之后的電線將會通過連著的用電器和火線相通，造成兩個插孔都帶電，但因電流沒有回路，故用電器不能工作，C正確。

習題2 如圖2所示是某居民家中的部分電路，開始時各部分工作正常。將錄音機的插頭插入插座后，正在燒水的電熱壺突然不能工作，但電燈仍然正常工作，拔出錄音機的插頭，電壺仍不能工作，把測電筆分別插入插座的左、右插孔，氖管均能發光，若電路中僅有一處故障，則（ ）

A．電熱壺所在電路的b、d兩點間開路

B．插座的左、右插孔短路

C．插座的左、右插孔斷路

D．電路的c、d兩點間導線開路

答案 D

分析 若電壺所在電路的b、d兩點間開路，插座不受影響，不會出現兩孔都發光的情況，A錯。插座的左右插孔就應該不相通——斷路，若插座的左、右插孔短路，整個家庭電路的用電器都不能工作，B、C錯；電路的c、d兩點間導線開路，才會導致出現題中的情形。

習題3 張陽在家做實驗急需一些導線，抬頭看見天花板上垂著一段廢棄的燈線，他便用電工鉗剪斷了兩根燈線，與此同時，只聽“啪”的一聲，閃出一團耀眼的火花。等他鎮靜下來，按了一下電燈的開關，燈泡不亮，家中所有的用電器也不能工作了。他拿出測電筆，測試了插座左右兩插孔，氖管都發光，斷開閘刀開關，打開熔斷器，發現熔絲斷了一根！請解釋題中出現的各種電現象的原因是什么？

答案 家中電路如圖3所示。兩根廢棄的燈線，一根是火線，一根是零線，張陽剪切時，火線與零線相接觸，造成短路，電流很大，于是出現火花，發出聲響，同時串聯在零線上的熔絲燒斷，家中停電。插座的左插孔通過用電器和火線相通，造成左、右兩插孔都和火線相連帶電，氖管均發光，因用電器沒有電流回路，所以不能再工作。

(欄目編輯王柏廬)