专题13 电路故障和动态电路分析压轴培优-2022-2023学年九年级全一册物理《压轴挑战》培优专题训练（人教版）

专题13 电路故障和动态电路分析压轴培优专题训练（解析版） 1．如图所示的电路，电源电压不变，当开关S1，S2闭合时，电路正常工作。若突然出现电流表示数增大，电压表示数减小（但不为零）的情况，如果电路的故障只是由R1或R2造成的，则下列判断正确的是（　　） A．R1短路 B．R1断路 C．R2短路 D．R2断路 【答案】B。 【解答】解： 由图可知，当开关S1、S2闭合时，R1、R3并联后再与R2串联在电路中，电流表测量通过R3的电流，电压表测量R2两端的电压； A、若R1短路，则并联部分短路，则电流表示数减小为0，故A不符合题意； B、若R1断路，根据并联电路的电阻关系可知，R3的电阻大于并联部分的电阻，根据串联电路的分压规律可知，此时R3分担的电压变大，则R2两端的电压变小，即电压表示数变小；因R3分担的电压变大，根据欧姆定律可知，通过R3的电流变大，即电流表示数变大，故B符合题意； C、若R2短路，此时并联部分两端的电压等于电源电压，即R3两端的电压变大，根据欧姆定律可知，通过R3的电流变大，即电流表示数变大；R2短路时，电压表也被短路，其示数减小为0；故C不符合题意； D、若R2断路，整个电路断路，电流表示数减小为0，故D不符合题意。 故选：B。 2．如图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关，电路正常工作。过了一会儿，灯L熄灭，两只电表示数都变小，若电路中只有一处故障，且只发生在L和R上，当把L和R位置互换后再闭合开关，则下列判断中正确的是（　　） A．两只电表的指针都发生偏转 B．两只电表的指针都不发生偏转 C．只有一个电表指针发生偏转 D．可能只有一个电表指针发生偏转，也可能两个电表指针都发生偏转 【答案】C。 【解答】解：闭合开关，过一会灯泡熄灭，如果灯泡短路，不发光，但电路电流会增大，而已知两表示数都变小，所以不可能是灯泡短路；同样的道理，电阻R也不能短路。 如果灯泡断路，整个电路断路，灯泡熄灭，电流表、电压表示数减小为零；如果电阻R断路，电压表测量电源电压示数增大，不符合题意。所以电路故障为灯泡L断路。 将L和R位置互换后，电压表与灯泡并联，由于灯泡断路所以电流表示数为零；电压表测量电源电压，指针会发生偏转。 故选：C。 3．在图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R2＝2R1。闭合开关S，电压表的示数为U0，电路正常工作。一段时间后，电压表的示数变为零。已知电路中仅有一处故障，且只发生在电阻R1或R2上。现提供一个完好的电阻R3（R3＝R2）来替换图示电路中的一个电阻，从而判断故障，请写出电阻R3替换的对象、闭合开关S后电压表的示数及对应的故障。 　用R3替换R1时，若电压表示数为1.5U0，则R1短路，若电压表示数为零，则R2断路（或者，用R3替换R2时，若电压表示数为零，则R1短路，若电压表示数为U0，则R2断路）　。 【答案】用R3替换R1时，若电压表示数为1.5U0，则R1短路，若电压表示数为零，则R2断路（或者，用R3替换R2时，若电压表示数为零，则R1短路，若电压表示数为U0，则R2断路）。 【解答】解：由电路图可知，两电阻串联，电压表测量R1两端的电压； 由题知，电阻R2＝2R1，由于“闭合开关S，电压表的示数为U0，电路正常工作”，由串联电路的电压特点和串联电路的分压原理可知，电源电压：U总＝U0+2U0＝3U0， 一段时间后，电压表的示数变为零，又因为“电路中仅有一处故障，且只发生在电阻R1或R2上”，所以，电路的故障可能是R1短路或R2断路。 用一个完好的电阻R3（R3＝R2＝2R1）来替换图示电路中的一个电阻，有2种替换方法： ①用R3替换R1时，此时R3、R2串联，若R1短路，则R2正常，由串联电路的分压原理可知此时电压表示数为U总＝1.5U0；若R2断路，整个电路断路，则电压表示数为零； ②用R3替换R2时，此时R3、R1串联，若R1短路，此时电压表也被短路，其示数为零；若R2断路，则R1正常，由串联电路的分压原理可知此时电压表示数为U总＝U0； 所以，根据电压表的示数来判断电路故障的方法为：用R3替换R1时，若电压表示数为1.5U0，则R1短路，若电压表示数为零，则R2断路；用R3替换R2时，若电压表示数为零，则R1短路，若电压表示数为U0，则R2断路。 故答案为：用R3替换R1时，若电压表示数为1.5U0，则R1短路，若电压表示数为零，则R2断路（或者，用R3替换R2时，若电压表示数为零，则R1短路，若电压表示数为U0，则R2断路）。 4．在如图所示电路中，电源电压为U且保持不变。闭合开关S，电路正常工作。一段时间后，灯突然熄灭。若电路中只有一处故障，且只发生在灯L或电阻R处。 ①为确定故障，小汇在ab或bc间并联接入电压表，闭合开关后，观察电压表示数确定故障。