专项1 电路故障分析-【王睿中考】2024年河南中考总复习一本通物理

　　专项 1　电路故障分析 　类型一 根据电路故障判断现象 典例 1 　 如图所示,闭合开关,电路正常工作. 过一段时间,R0、R 可能发生故障,而电路其他 部分完好,请判断出现下列故障时各电表示数 的变化情况. 故障 电流表示数 变化情况 电压表示数 变化情况 ①R0短路,R 完好 变大 减小为零 ②R 短路,R0完好 变大 变大 ③R0断路,R 完好 减小为零 变大到电源电压 ④R 断路,R0完好 减小为零 减小为零 　类型二 根据现象判断电路故障 (1)电路故障分析的一般步骤如下:先看电流 表,再看电压表. 电流表 示数 存在 故障 电压表 示数 具体故障位置 无示数 断路 无示数 与电压表并联以外的电路 断路 有示数 与电压表并联的电路断路 有示数 短路 无示数 与电压表并联的电路短路 有示数 与电压表并联以外的电路 短路 (2)滑动变阻器连接错误导致的电路故障. ①滑动变阻器“上上连接”:相当于一根导线, 滑动变阻器失去作用,移动滑片,电路中电流不 变,电压表的示数为电源电压,灯泡很亮,也可 能烧坏灯泡. ②滑动变阻器“下下连接”:相当于一个定阻电 阻,滑动变阻器失去作用,移动滑片,电路中电 流很小且不变,灯泡较暗或不亮. (3)电流表和电压表颠倒:电压表的示数接近 电源电压,灯泡不亮,电流表无示数. 实验探究题中必须答出具体故障类型和 具体故障位置. 如小灯泡断路或小灯泡短路. 典例 2　 如图为小明做测量小灯泡电功率实验 的实物电路,已知小灯泡的额定电压为 2. 5 V, 在多次实验的过程中小明分别遇到了以下问 题,请你帮他一起分析、解决(电表均完好): (1)闭合开关前,发现电流表指针指在 0 刻度 线左侧,原因是　 电流表未调零　 . (2)闭合开关后,小灯泡不亮,电流表无示数, 电压表的示数接近电源电压,产生这一现象的 原因可能是　 小灯泡断路　 . (3)闭合开关后,小灯泡不亮,电流表有示数, 电压表无示数,产生这一现象的原因可能 是　 小灯泡短路　 . (4)闭合开关后,发现电压表和电流表均有示 数,但却观察不到小灯泡发光,产生这一现 象的原因可能是　 滑动变阻器接入电路中的 阻值很大,小灯泡分压很小,小灯泡的功率太小 　 　 . (5)闭合开关后,小灯泡不亮,电流表与电压表 均无示数,小明找来一根导线对故障进行了检 测,把导线接在小灯泡两端时,小灯泡不亮,两 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 22 电表均无示数;把导线接在滑动变阻器两端时, 小灯泡发出耀眼的光,则产生这一现象的原因 可能是　 滑动变阻器断路　 . (6)正确连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡 不亮. 于是小明用一个完好的电压表进行电路 故障检测,把电压表并联在某电路元件两端,测 量结果如下表所示. 则电路发生的故障可能是 　 开关接触不良(或开关断路)　 . 测试元件 小灯泡 开关 电压表示数情况 无示数 有示数 (7)小明在连接电路时,不小心将电压表和电 流表位置互换,请你想象一下,闭合开关后,将 会出现的状况是　 电压表示数接近电源电压, 电流表无示数,灯泡不亮　 . 在测量小灯泡的电功率实验中,连接好电 路后闭合开关,小灯泡不亮不一定是发生了电 路故障,若电流表和电压表有示数,则可能是滑 动变阻器接入电路的阻值太大,小灯泡的实际 电功率太小导致的,可通过移动滑动变阻器滑 片验证. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 　题型一 并联电路故障分析 1. 如图所示,闭合开关后小灯泡 L1、L2 均正常 发光,它们的连接方式是　 并　 联;过一会儿 发现有一个小灯泡熄灭,而电流表的示数不 变,则电路中出现的故障是　 L2 断路　 . 2. 如图所示,R1、R2 是定值电阻,开关 S 闭合一 段时间后,电流表示数突然减小. 用电压表检 测电路,当电压表接 a、b 两点时,电压表有示 数;接 b、c 两点时,电压表无示数. 则故障原 因可能是 ( C ) A. 仅 R1 断路　 　 　 　 B. 仅 R2 断路 C. ac 导线断路 　 D. 电流表断路 3. 如图所示,开关 S 闭合后,电路中可能发生的 情况是 ( B ) A. 灯 L2 发光,灯 L1 不发光　 B. 电源被烧坏 C. L1 灯丝被烧坏 D. L2 灯丝被烧坏 4. (易错题)如图所示,闭合开关 S,灯泡 L1、L2 都能正常发光,两只电表都有示数,工作一段 时间后,灯泡 L1 突然熄灭,L2 仍然正常发光, 两只电表均无示数,则故障可能是 ( C ) A. 电压表短路　 　 B. L1 断路 C. 电流表断路　 　 D. L1 短路 5. 在如图所示的甲、乙两个实物图中,闭合所有 开关,各元件均能正常工作. 现将一根导线接 到两电路中的不同位置,会有不同的现象发 生,下列说法中错误的是 ( B ) A. 在甲图中,如果断开 S,并将导线接到开关 的两端,则 L1、L2 发光 32 B. 在乙图中,闭合 S1,断开 S2,并将导线接到 灯泡两端,则电动机和灯泡都不工作,电路 中无电流通过 C. 在乙图中,闭合 S1、S2,并将导线接到电动 机两端,则电动机和灯泡都不工作 D. 在甲图中,闭合 S,并将导线接到 L1 两端, 则 L1 不发光,L2 发光 　题型二 串联电路故障分析 6. 如图所示,R1 和 R2 均为定值电阻,闭合开 关 S,电流表指针明显偏转,电压表几乎无示 数,如果只有 R1 或 R2 一处发生了故障,则下 列判断正确的是 ( A ) A. R1 短路 B. R2 短路 C. R1 断路　 D. R2 断路 7. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开 关 S 闭合后,灯 L 不发光,电压表指针有明显 偏转. 若电路中只有一处故障,对于此电路可 能发生故障的判断,下列说法中不正确的是 ( B ) A. 灯 L 短路 B. 灯 L 断路 C. 滑动变阻器 R2 断路 D. 定值电阻 R1 断路 8. 如图所示,闭合开关 S 后,灯泡 L1 和 L2 都发 光,两电表均有示数. 由于某个灯泡发生故 障,两灯泡都熄灭,电流表示数为零,电压表 示数比原来还大. 以下对电路和电路故障的 分析正确的是 ( D ) A. 灯泡 L1 和 L2 发光时,两灯泡并联 B. 电压表测的是灯泡 L1 两端的电压 C. 灯泡熄灭是由于灯泡 L1 断路 D. 灯泡熄灭是由于灯泡 L2 断路 9. 如图所示的电路,闭合开关后,小灯泡 L1 和 L2 均不发光,电流表指针几乎不动,电压表指 针有明显偏转. 若电路中只有一处故障,则可 能是 ( D ) A. L1 短路 B. L1 断路 C. L2 短路　 　 D. L2 断路 10. (双选)在如图所示的电路中,电源电压保持 不变,闭合开关电路正常工作,一段时间后, 发现电路中有一个电表的示数突然变大,电 阻 R1 或 R2 有一处发生故障,其他元件仍保 持完好. 下列说法正确的是 ( D ) A. 可能是 R1 短路 B. 可能是 R2 短路 C. 可能是 R1 断路 D. 可能是 R2 断路 42 电路中的最大电流：Ｉ大 ＝ Ｕ０大 Ｒ０ ＝３Ｖ２０Ω ＝０．１５Ａ 电路中的最小总电阻： Ｒ总小 ＝ Ｕ Ｉ大 ＝ ６Ｖ０．１５Ａ＝４０Ω 此时力敏电阻Ｒ的最小阻值： Ｒ小 ＝Ｒ总小 －Ｒ０＝４０Ω－２０Ω＝２０Ω 由图乙可知，当Ｒ小 ＝２０Ω时，该装置所能测量的压力最大，为６００Ｎ （４）将定值电阻Ｒ０换为阻值较小的电阻（或在定值电阻 Ｒ０两端并联一个阻 值适当的电阻等） ２．３　电阻的测量 实验探究 一题过实验： 典例１　（１）Ａ　（２）１０．４　变大　（３）①灯丝的电阻受温度影响，并非一个定 值，求电阻的平均值无意义；②表格中物理量未带单位　（４）小灯泡的电阻随 温度的升高而增大　（５）电压表接在了滑动变阻器两端　（６）ａ．电压表的示数 为２．５Ｖ　 ２．５ＶＵ－２．５Ｖ×Ｒ０　（７）①５．２　②探究电流与电压的关系 ③电路图如图所示： 实验步骤： 闭合开关Ｓ，将Ｓ１拨至ａ，读出电流表示数Ｉｘ；再将Ｓ１拨至ｂ，调节电阻箱，使电 流表示数仍为Ｉｘ，读出此时电阻箱的示数，即为Ｒｘ的阻值． ()*+,-. １．（１） （２）①电压Ｕ／Ｖ　②电流Ｉ／Ａ　（３）０．５　５　（４）Ａ （５）②闭合开关Ｓ１和Ｓ２　③ （Ｕ１－Ｕ２）Ｒ０ Ｕ２ ２．（１） （２）断开　左　（３）断路　（４）５　（５）②Ｒ０和电流表的总电阻　③断开Ｓ２　 ④ Ｕ２ Ｉ２ － Ｕ１ Ｉ１ ３．（１） （２）Ａ　（３）Ｂ　（４）０．２８　８．９　（５）小灯泡的电阻随温度的升高而增大 【解析】本题考查伏安法测电阻实验．（１）电流表与灯泡串联，电压表与灯泡 并联，如答案图所示．（２）为了保护电路，闭合开关实验前，应将滑动变阻器的 滑片移到最大阻值处，由图知，滑片右侧电阻丝接入电路，所以滑片应移到阻 值最大的Ａ端．（３）电流表有示数，说明电路不是断路，电压表无示数，可能 是与电压表并联的电路短路，因此故障可能是与电压表并联的灯泡短路了， 故选Ｂ．（４）此时灯泡两端的电压等于灯泡的额定电压，灯泡正常发光，图乙 中电流表选用小量程，分度值为０．０２Ａ，示数为０．２８Ａ，此时灯泡的电阻Ｒ＝ ＵＬ ＩＬ ＝２．５Ｖ０．２８Ａ≈８．９Ω．（５）由图丙可知，灯泡两端的电压增大，通过灯泡的电 流也增大，但灯泡两端的电压增加比通过灯泡的电流增加得更快，由欧姆定 律可知，小灯泡的电阻随电压增大而增大，由Ｐ＝ＵＩ可知，电压和电流都增大时， 电功率增大，温度升高，因此可得结论：小灯泡的电阻随温度的升高而增大． ４．（１） （２）０～５０Ω　（３）右　（４）①２．５　②８．３ ./ １ # $'0123 ./!01 典例１　①变大　减小为零　②变大　变大　③减小为零　变大到电源电压 ④减小为零　减小为零 典例２　（１）电流表未调零　（２）小灯泡断路　（３）小灯泡短路　（４）滑动变阻 器接入电路中的阻值很大，小灯泡分压很小，小灯泡的实际功率太小　（５）滑 动变阻器断路　（６）开关接触不良（或开关断路）　（７）电压表示数接近电源电 压，电流表无示数，小灯泡不亮 23451 １．并　Ｌ２断路 　２．Ｃ　３．Ｂ　４．Ｃ　５．Ｂ　６．Ａ　７．Ｂ　８．Ｄ　９．Ｄ　１０．ＢＤ ./ ２ # 45$'23 ./!01 类型一　第１步：串　第２步：Ｒ１　第３步：大　第４步：（１）大　（２） Ｕ Ｒ总 　小　小 （３）ＩＲ　小　小　（４）Ｒ１　不变　（５）Ｉ ２Ｒ１　变小　ＵＩ　变小 跟踪训练　１．变小　变小　２．Ｂ　３．Ａ 类型二　跟踪训练　１．Ｄ　２．Ｂ　３．ＣＤ 类型三　第１步：（２）串　电路　Ｒ１　（３）Ｒ１＋Ｒ２　 Ｕ Ｒ１＋Ｒ２ 　ＩＲ１　ＵＩ 第２步：（２）短路　Ｒ１（电路）　电源　（３）Ｒ１　 Ｕ Ｒ１ 　Ｕ　ＵＩ′ 第３步：小　大　大　大 跟踪训练　１．Ｃ ２．２０　０．９　２∶１ 【解析】若开关Ｓ１、Ｓ２均闭合，甲、乙两表均为电压表时，两电阻串联，甲测电 源电压，乙测Ｒ２的电压，电压表甲、乙示数之比为３∶２，说明 Ｒ１的电压与 Ｒ２ 的电压之比为１∶２，根据串联电路的分压作用，所以 Ｒ２的阻值为２０Ω．若开 关Ｓ１闭合、Ｓ２断开，两表均为电流表，两电阻并联，乙表测量干路电流，示数 为Ｉ＝Ｉ１＋Ｉ２＝ Ｕ Ｒ１ ＋ＵＲ２ ＝６Ｖ１０Ω ＋６Ｖ２０Ω ＝０．９Ａ，根据 Ｐ＝Ｕ ２ Ｒ，电压一定时电功 率与电阻成反比，则Ｐ１∶Ｐ２＝Ｒ２∶Ｒ１＝２∶１． ./ ３ # 6789:$) ./!01 类型一 典例１　方法１：（２） Ｕ０ Ｒ０ 　（３） Ｕｘ Ｕ０ Ｒ０　方法２：（３） Ｕ－Ｕ０ Ｕ０ Ｒ０　方法３：（２）将滑动 变阻器的滑片移至最右端　（３） Ｕｘ Ｕ－Ｕｘ Ｒ１ 跟踪训练 １．（１） 　（２）０．３　４　（３）①闭合开关 Ｓ、Ｓ１　②闭合开关 Ｓ、断 开Ｓ１　③ Ｕ１Ｒ０ Ｕ－Ｕ１ ２．（１） 　（２）Ｒ＝ＵＩ　左　（３）温度　１ （４）ｂ． Ｕ１Ｒ０ Ｕ２－Ｕ１ 　不能　Ｒ１两端电压过小，小于电压表的分度值 ３．（１）断开　小灯泡断路　（２）右　（３）右　９．６　（４）灯丝电阻受温度影响 【拓展】 Ｕ０（Ｕ－Ｕ′） Ｕ′（Ｕ－Ｕ０） Ｒ０ 【解析】【拓展】ａ．闭合开关Ｓ、Ｓ１，断开 Ｓ２，小灯泡与滑动变阻器串联，调节滑 动变阻器的滑片，使电压表示数为 Ｕ０，此时小灯泡正常发光，由串联电路电 流特点可知，小灯泡的额定电流等于此时滑动变阻器中通过的电流ＩＬ＝Ｉ１＝ Ｕ滑１ Ｒ滑 ＝ Ｕ－Ｕ０ Ｒ滑 ；ｂ．保持滑动变阻器滑片不动，断开 Ｓ１，闭合 Ｓ、Ｓ２，定值电阻 Ｒ０ 与滑动变阻器串联，读出此时电压表示数Ｕ′，由欧姆定律可知，通过 Ｒ０的电 流Ｉ′＝Ｕ′Ｒ０ ，根据串联电路电流特点可知，此时通过滑动变阻器的电流Ｉ２＝Ｉ′＝ Ｕ′ Ｒ０ ，滑动变阻器的接入电路的电阻 Ｒ滑 ＝ Ｕ滑２ Ｉ２ ＝Ｕ－Ｕ′Ｕ′ Ｒ０ ；ｃ．小灯泡正常发光时 的电阻ＲＬ＝ ＵＬ ＩＬ ＝ Ｕ０ Ｕ－Ｕ０ Ｒ滑 ＝ Ｕ０ Ｕ－Ｕ０ Ｒ滑 ＝ Ｕ０ Ｕ－Ｕ０ ×Ｕ－Ｕ′Ｕ′ Ｒ０ ＝ Ｕ０（Ｕ－Ｕ′） Ｕ′（Ｕ－Ｕ０） Ｒ０． 类型二 典例２　方法１：（３）Ｉ０Ｒ０　 Ｉ０Ｒ０ Ｉｘ 方法２：（１）闭合开关Ｓ、Ｓ１，断开Ｓ２　（２）闭合开关Ｓ、Ｓ２，断开Ｓ１　（３）Ｉ０Ｒ０　 Ｉ０Ｒ０ Ｉｘ 方法３：（３） Ｉ２ Ｉ１－Ｉ２ Ｒ′ 跟踪训练 １．（１） 　（２）２．８　（３）２０ （４） ２．（１） 　（２）Ｂ　（３）Ｄ　（４）８　（５） Ｉ１Ｒ０ Ｉ２－Ｉ１ ! ３ "# $;< !"#$%&' 考点一　进阶过基础： １．（１）焦耳　Ｊ　ｋＷ·ｈ　（２）１　３．６×１０６                                                                                                                                         　０．２ —２—