专题09 串联电路故障分析-上海市2024年中考复习资料汇编

专题09 串联电路故障分析 一、串联电路故障简介 1．串联电路发生的故障在大多情况下，都是用电器（小灯或电阻）出现了短路和断路。短路实际上就是它的电阻减小变为零（相当于一条导线）；断路就是该处电阻变为无穷大（相当于断开的开关），该处无电流通过。 2．串联电路的单故障 如下图所示，小灯与电阻串联，发生单故障时（即“一好一坏”）有四种情况：R断路；R短路；L断路；L短路。 3．串联电路的双故障（一般情况下不考） 串联电路双故障有3种情况：R和L都断路；R断路且L短路；R短路且L断路。 二、常用到的分析方法 1．在分析时，电流表的电阻可以认为是零（即把它当作一条导线处理）；电压表的电阻可以认为为无穷大（即把它当作断路处理）。 2．利用欧姆定律和串、并联电路规律分析，电源电压可以认为是不变的。 3. 注意在写电表示数情况时，有两种典型情况：一是根据题目要求写变化情况，如“变大”、“变小”或“不变”等；二是要写示数具体多大，通过计算得出，大多用给出的已知字母表示。 4. 大多数题目，根据电表示数的变化情况或小灯的发光情况进行分析判断。 三、电路故障对于电流表、电压表示数的影响 如图所示，电源电压为U0，电阻R和电灯串联接入电路，闭合开关后，电路正常工作，小灯发光；过一段时间，R1或R2有一个出现故障，分析电流表、电压表示数的变化情况。 （1）当电灯L短路时，此时的电路等效于图1；此时RL=0，电流表A的示数为：I=U/R，电压表V的示数为电源电压U0，小灯不发光； 图1 图2 （2）当电灯L断路时，此时的电路等效于图2；此时电路断开，所以电流表A的示数为0，电压表V的示数为0，小灯不发光； （3）当电阻R短路时，此时的电路等效于图3；此时R=0，电流表A的示数为I=U/RL；电压表被短路，示数为0，小灯发光。 图3 R R L S A V 图4 R R L S A V （4）当电阻R断路时，此时的电路等效于图4；电压表与灯串联在电路中，因为电压表V自身的电阻很大，几乎不通电，所以电路中无电流，电流表A的示数为0；电源电压基本被电压表分掉，可以认为电压表的示数为电源电压U，此时小灯不发光。 四、串联电路故障情况一览表（仅以图示电路分析） 电路图 电表示数 故障 A V1 V2 有示数 无示数 有示数（电源电压） R1短路 有示数 有示数（电源电压） 无示数 R2短路 无示数 有示数（电源电压） 无示数 R1断路 无示数 无示数 有示数（电源电压） R2断路 五、例题分析 【例题1】（2023虹口一模）在图所示的电路中，电源电压为U0，电阻R1、R2的阻值均为R0。闭合开关S，两电表中至少有一个电表示数会发生变化。若电路中仅有一处故障，且只发生在R1、R2上，根据以上信息，写出闭合开关S后电流表和电压表的示数及对应的故障。 。 【例题2】（2023黄浦一模）在如图所示电路中，电源电压保持不变。电路中仅有一处断路故障，且只发生在电阻R1、R2上。若在电路中添加一个电表判断故障，小明设想了两种方案：A．在MN两点间并联电压表；B．在N点处串联电流表。 ①判断方案是否可行 ； ②写出判断理由 。 【例题3】（2023宝山二模）在图电路中，电源电压为U0保持不变。闭合开关S，灯L不发光。若电路中只有一处故障，且只发生在灯L或电阻R上。    ①现将一只电压表并联在电阻R两端，只依据电压表的示数无法确定具体的故障，则此时电压表的示数 ； A．等于0                          B．大于0、小于U0 C．等于U0                        D．大于U0 ②继续在电路中再串联一只电流表，根据电流表指针偏转情况可确定具体故障。请写出闭合开关S后，电流表指针偏转情况及对应的故障： 。 【例题4】（2023普陀二模）在如图所示的电路中，电源电压为U0保持不变，电阻R1和R2的阻值均为R0。闭合开关S，电压表示数不变，电路中仅有一处故障且只发生在电阻R1、R2上。结合以上信息，若在电路中再添加一个检测小灯判断故障，则可行的是 。    A．在MN两点间并联一个检测小灯L B．在NQ两点间并联一个检测小灯L 请写出接入检测小灯L后的操作，电表示数情况和检测小灯的发光情况及对应的故障。 四、综合训练 1.（2023崇明二模）在如图所示的电路中，电源电压为6伏，若电路中仅有一处故障，且只发生在电阻R、灯L上。电键S闭合前后，电压表指针的位置