专题03 电路故障的判断与分析理解专项培优（竞赛精练）-2024-2025学年初中物理竞赛能力培优精练（九年级）

专题03 电路故障的判断与分析理解专项培优 全国初中物理竞赛试题精编 一、单选题 1．如图所示电路，闭合开关S后，发现L1、L2两灯泡都不亮。将一根导线的两端分别接到a、b两点时，只有一只灯泡发光；接到b、c两点时，两灯都不亮；接到c、d点时，两灯都不亮；则电路故障可能是（　　） A．开关S接触不良 B．灯泡L2灯丝断了 C．灯泡L2灯丝短路 D．灯泡L1灯丝断了 2．小灯泡L1与L2串联（灯丝电阻不变），其中L2的电功率为4W，且L1比L2亮，使用一段时间后，L2灯突然熄灭，L1的亮度明显变亮，此时L1的功率为25W，则L2发生的电路故障及L2未熄灭之前，L1的电功率为（　　） A．短路；1W B．短路；9W C．短路；16W D．断路；18W 3．高温超导限流器是一种短路故障电流限制装置，超导限流器由超导部件和限流电阻并联组成（如图甲所示）。超导部件R1有一个超导临界电流IC，当通过超导限流器的电流I>IC时，将造成超导体失超，从超导态（本题认为电阻为零）转变为正常态（本题认为是一个纯电阻），以此来限制电力系统的故障电流。已知超导部件的正常电阻为 R1=3Ω，超导限流器临界电流IC=1.2A，限流电阻R2=6Ω，小灯泡L上标有“6V，6W”，电路中使用的电源输出电压U随电流I发生变化，其U-I图像如图乙所示。原来灯泡正常发光，现L突然发生短路。则下列说法正确的是（　　） A．短路前通过R1的电流为A B．短路前限流器和灯泡的总功率为8W C．短路后通过R1的电流为A D．短路后限流器和灯泡的总功率为6W 4．小艺连接了如图甲所示的电路，闭合开关，发现两灯都不亮。于是小艺找来如图乙所示的电流表来检测故障，M、N分别为连接电流表的两根导线。闭合开关，当M、N分别接a、b时，两灯都不发光；当M、N分别接b、c时，两灯都不发光；当M、N分别接a、d时，只有发光；当M、N分别接d、e时，两灯都不发光，若电路中只有一处故障，则故障可能是（　　） A．断路 B．导线ab断路 C．断路 D．导线cd断路 5．如图所示，闭合开关，灯泡L1、L2都不亮，用一段检测导线的两端接触a、b两点时，两灯都不亮；接触b、c两点时，只有L1灯亮；接触c、d两点时，两灯都不亮。下列关于电路故障判断正确的是（　　） A．灯L1断路 B．灯L2断路 C．灯L2短路 D．开关S断路 6．如图所示电路中，电源电压为6V，闭合开关S时，灯泡L1、L2都不亮。若电路中的故障是灯L1断路，若用一块电压表查找故障，闭合开关S后，则下列说法中正确的是（　　） A．电压表接在b、c两点间，电压表示数约6V B．电压表接在a、d两点间，电压表示数为0V C．电压表接在c、d两点间，电压表示数为6V D．电压表接在a、b两点间，电压表示数约6V 7．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（　　） A．灯泡 L1和L2发光时，两灯并联 B．灯泡熄灭是由于灯泡L2短路 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 8．在图所示的电路中，电源电压保持不变。当电键S闭合后，小灯L不发光。若电路中只有一处故障，且只发生在小灯L或电阻R上。现尝试用下列三种方法来检测电路中的故障：①用完好的小灯L′替换L；②用完好的小灯L′替换R；③将一个完好的电流表串联在电路中，并将一个完好的电压表与L并联。其中能够检测出具体故障的方法是（　　） A．①和② B．②和③ C．只有③ D．①、②和③ 9．在图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关S，观察到电压表V的示数不变。已知电路中仅有一处故障，且只发生在电阻R1、R2上、现在电路中再正确串联一个电流表，则（　　） A．若电流表示数不为0，故障可能是R1短路 B．若电流表示数不为0，故障一定是R2短路 C．若电流表示数为0，故障一定是R2断路 D．若电流表示数为0，故障可能是R2断路 10．如图所示电路，闭合开关S后，发现L1、L2两灯泡都不亮。将一根导线的两端分别接到a、b点时，两灯都不亮；接到c、d点时，两灯都不亮；接到d、e点时，只有一只灯泡发光。则电路故障可能是（　　） A．开关S接触不良 B．灯泡L2灯丝断了 C．灯泡L2灯丝短路 D．灯泡L1灯丝断了 二、多选题 11．在如图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关S，电路正常工作。过了一会儿，灯L熄灭，两个电表中只有一个电表的示数变小。若电路中只有一处故障，且只发生在灯L或电阻R上，正确的判断是（　　） A．一定是电阻R断路，电流表的示数变小 B．可能是灯L断路，电压表的示数变大 C．一定是电阻R短路，电流表的示数变大 D．可能是灯L短路，电压表的示数变小 12．如图所示电路中，电源电压恒定不变，闭合开关S发现小灯L不亮。若电路中只有一处故障，且只发生在灯L或电阻R上。为检测故障，现提供完好的电压表V、电流表A和检测小灯L'作为检测工具。要求在不拆除原电路的条件下，选择其中一种检测工具，连接在AB或BC两点之间。下列说法错误的是（　　） A．如果选电流表，有可能一次就检测出故障 B．如果选择检测小灯，可以一次就检测出故障 C．无论选哪个检测工具，连接在AB或BC两点之间，都可会造成电源短路 D．如果选电压表，接在AB间，电压表示数不为零则一定是R断路 13．如图所示，闭合电键S，灯L亮，一段时间后灯L熄灭，若电路中只有一处故障，且只发生在灯L或R上。现用一只规格相同且完好得灯L'替换灯L，下列判断正确的是（　　） A．若灯L'亮，则灯L一定断路 B．若灯L'亮，则灯L可能短路 C．若灯L'不亮，则电阻R一定断路 D．若灯L'不亮，则电阻R一定短路 三、填空题 14．电学实验课上，同学们首先连接了如图甲所示电路。 (1)小王同学实验发现，当开关S闭合时，灯、均不亮。用一根导线探究其故障：当把导线并接在灯两端时发现灯亮，灯不亮；当把导线并接在灯两端时发现两灯都不亮，由此可知______； A．灯短路 B．灯断路 C．灯短路 D．灯断路 (2)另一组的小张同学，当开关S闭合，仍然发现灯、均不亮时，用一个检测灯探究其故障：当把检测灯并接在灯两端时发现三个灯都不亮；当把检测灯接在灯两端时发现灯不亮，但检测灯正常发光，由此可知 ， ；（选填“短路”、“断路”） (3)如图丙所示，电学黑箱内有两盏灯，A、B、C是盒外三个接线柱，将电源正、负极接在AB或B、C两端时只有一盏灯发光，接在A、C两端时，两盏灯发光，由此说明黑箱内的导线有一个公共交叉点O，则没有灯泡的导线段是 （选填“AO”、“BO”、“CO”）。 15．如图所示的电路中，电源电压为U保持不变。开关S从断开到闭合，电流表和电压表的示数均不变，若电路中仅有一处故障且故障只发生在电阻R1或R2上，且是 （选填“短路”或“断路”）；若是R1的故障，则闭合开关，电压表示数为 ，电流表示数为 ；若是R2的故障，则闭合开关，电压表的示数为 ，电流表的示数为 。 16．在图所示的电路中，电源电压保持不变。①当电键S闭合后，三个电表中示数变大的电表是 表（选填“V”、“A1”、“A2”）；②当电键S断开时，若电阻R1、R2中一个出现了故障，则电压表V的示数 为零，电流表A2的示数 为零（均选填“一定”或“可能”）。 17．如图甲所示电路，电源电压恒定不变，闭合开关，电流表指针几乎不偏转，电压表指针大幅度偏转，则电路的故障可能是滑动变阻器处 。排除故障后，把滑动变阻器的滑片从a端移动到b端的过程中，两电表的示数变化如图乙所示，综合以上信息可知此电路电源的电压为 V；若该电路以最大电功率工作10s，将消耗电能 J。    四、计算题 18．如图甲所示，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测两端电压，电流表测电路中的电流．两电表的表盘如图乙所示。 (1)[因电表量程未知引起的分类讨论]若电源电压为且不变，电阻的阻值为，滑动变阻器上标有“”字样，调节滑动变阻器的滑片，发现某时刻电流表和电压表的指针偏转角度相同且电路安全工作，求此时电流表示数的可能值。 (2)[因电路位置未知引起的分类讨论]若电源电压为，滑动变阻器的规格为“”，将与电压表规格相同的电压表接入电路，其他部分电路连接不变．闭合开关，当滑片置于某一位置时，三个电表指针偏转的角度相同，且电压表的示数大于电压表的示数，求此时阻值的可能值。 (3)[因物理量不确定引起的分类讨论]若电源电压恒为，是阻值为的定值电阻，给两端接入量程符合要求的电压表，滑动变阻器可选规格为“”和“”．当闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片到某位置时，两个电压表示数差值最大，求两个电压表示数差值的最大值及滑动变阻器接入电路的阻值。 (4)[因电路元件替换引起的分类讨论]若电源电压为且不变，现有三个电阻，已知其中有一个电阻发生了故障，为了找出发生故障的电阻，从三个电阻中取出两个分别替换和接入电路当用和分别替换和时，电流表示数为；当用和分别替换和时，电流表的示数为。通过推理和计算说明故障情况，并通过计算求出另外两个电阻的阻值。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题03 电路故障的判断与分析理解专项培优 全国初中物理竞赛试题精编 一、单选题 1．如图所示电路，闭合开关S后，发现L1、L2两灯泡都不亮。将一根导线的两端分别接到a、b两点时，只有一只灯泡发光；接到b、c两点时，两灯都不亮；接到c、d点时，两灯都不亮；则电路故障可能是（　　） A．开关S接触不良 B．灯泡L2灯丝断了 C．灯泡L2灯丝短路 D．灯泡L1灯丝断了 【答案】D 【知识点】短路的电路连接情况及短路的危害、断路的电路连接情况及电路特点 【详解】C．由电路图可知，两灯泡串联，闭合开关，两灯均不亮，说明电路中某处断路，故C不符合题意； ABD．将一根导线接到b、c两点时，两灯都不亮，说明电路b到c不是断路；接到c、d点时，两灯都不亮，这说明c、d以外的电路是断路；将导线的两端分别接到a、b两点时，此时导线代替了灯L1（L1一定不发光），所以此时一定是灯泡L2发光（L2灯丝完好），此时电路处于通路状态（开关没有问题），由此说明该电路的故障是由于灯泡L1断路造成的，故D符合题意，AB不符合题意。 故选D。 2．小灯泡L1与L2串联（灯丝电阻不变），其中L2的电功率为4W，且L1比L2亮，使用一段时间后，L2灯突然熄灭，L1的亮度明显变亮，此时L1的功率为25W，则L2发生的电路故障及L2未熄灭之前，L1的电功率为（　　） A．短路；1W B．短路；9W C．短路；16W D．断路；18W 【答案】C 【知识点】电功率P=UI及推导式的简单计算、电路故障的解决方法、根据欧姆定律及变形式判断电路故障、应用欧姆定律进行电路故障分析 【详解】由图可知，两灯泡串联，若两灯中只有一灯发光，则电路故障一定不是断路，而是另一个灯泡短路，因为是L2灯突然熄灭，L1的亮度明显变亮，则故障是L2短路。当L2短路时，此电路为L1的简单电路，灯L1的功率为 ……① 两灯泡串联，灯L2的功率为4W，设此时L1的功率为Px，L1两端的电压为U′，则 ……② ①②两式联立可得 解得 则L2两端的电压为 此时通过电路的电流为 ……③ 灯L2的功率为 ……④ 将①代入④得 解得 Px＝1W或Px＝16W， 因为小灯泡L1与L2串联（灯丝电阻不变）时，L2的电功率为4W，且L1比L2亮，所以此时L1的功率为16W。 综上可知，C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 3．高温超导限流器是一种短路故障电流限制装置，超导限流器由超导部件和限流电阻并联组成（如图甲所示）。超导部件R1有一个超导临界电流IC，当通过超导限流器的电流I>IC时，将造成超导体失超，从超导态（本题认为电阻为零）转变为正常态（本题认为是一个纯电阻），以此来限制电力系统的故障电流。已知超导部件的正常电阻为 R1=3Ω，超导限流器临界电流IC=1.2A，限流电阻R2=6Ω，小灯泡L上标有“6V，6W”，电路中使用的电源输出电压U随电流I发生变化，其U-I图像如图乙所示。原来灯泡正常发光，现L突然发生短路。则下列说法正确的是（　　） A．短路前通过R1的电流为A B．短路前限流器和灯泡的总功率为8W C．短路后通过R1的电流为A D．短路后限流器和灯泡的总功率为6W 【答案】C 【知识点】电功率的概念和单位、安阻法测小灯泡的电功率 【详解】A．由题意知，电路正常工作时，超导部件处于超导态，电阻为零，灯泡正常工作 故A错误； B．短路前限流器和灯泡的总功率就是灯泡功率6W，故B错误； C．L发生短路后，外电路总电阻为 则输出电压U=I×2Ω,在乙图做出此一次函数的图像，读出交点坐标（2,4），即干路电流2A，电压4V。所以短路后通过R1的电流为A，故C正确。 D．L发生短路后限流器和灯泡的总功率为 P=UI=4V×2A=8W 故D错误。 故选C 4．小艺连接了如图甲所示的电路，闭合开关，发现两灯都不亮。于是小艺找来如图乙所示的电流表来检测故障，M、N分别为连接电流表的两根导线。闭合开关，当M、N分别接a、b时，两灯都不发光；当M、N分别接b、c时，两灯都不发光；当M、N分别接a、d时，只有发光；当M、N分别接d、e时，两灯都不发光，若电路中只有一处故障，则故障可能是（　　） A．断路 B．导线ab断路 C．断路 D．导线cd断路 【答案】D 【知识点】断路的电路连接情况及电路特点 【详解】首先，需要明确电流表的特性：当电流表在电路中形成通路时，如果电路中有电流通过，电流表会有示数；如果电路中无电流通过，电流表无示数。同时，如果电流表直接并联在电源两端，会造成电源短路，这是不允许的。接下来，根据题目中给出的各种情况进行分析： ①当M、N分别接a、b时，两灯都不发光，导线ab不可能断路，可能是ab以外的导线或用电器断路； ②当M、N分别接b、c时，两灯都不发光，由于此时电流表与L1​并联，但两灯都不亮，排除了L1断路，可能是导线ac以外的导线或用电器断路； ③当M、N分别接a、d时，只有L2​发光，这是一个关键信息，说明电流能够绕过cd直接通过L2​回到正极，这排除了L2​断路，但导线cd断路的可能性很大； ④当M、N分别接d、e时，两灯都不发光，进一步验证了导线cd断路的判断。 故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 5．如图所示，闭合开关，灯泡L1、L2都不亮，用一段检测导线的两端接触a、b两点时，两灯都不亮；接触b、c两点时，只有L1灯亮；接触c、d两点时，两灯都不亮。下列关于电路故障判断正确的是（　　） A．灯L1断路 B．灯L2断路 C．灯L2短路 D．开关S断路 【答案】B 【知识点】断路的电路连接情况及电路特点 【详解】由图可知，该电路为串联电路，闭合开关时两灯均不亮，说明电路中某处断路，用导线先并联a、b两点时，发现两灯仍不亮，说明灯L1外的电路断路；将导线与c、d两点并联时，两灯仍然不亮，说明开关之外的电路断路；接触b、c两点时，小灯泡L1亮，L2不亮，说明b、c两点间断路，即灯L2断路，故ACD错误，B正确。 故选B。 6．如图所示电路中，电源电压为6V，闭合开关S时，灯泡L1、L2都不亮。若电路中的故障是灯L1断路，若用一块电压表查找故障，闭合开关S后，则下列说法中正确的是（　　） A．电压表接在b、c两点间，电压表示数约6V B．电压表接在a、d两点间，电压表示数为0V C．电压表接在c、d两点间，电压表示数为6V D．电压表接在a、b两点间，电压表示数约6V 【答案】D 【知识点】用电压表检测电路故障 【详解】A．电压表接在b、c两点间时，电压表的负接线柱通过开关与电源负极相连，但电压表的正接线柱不能通过L1与电源正极相连，因此电压表示数为零；故A错误； B．电压表接在a、d两点间时，电压表的正负接线柱与电源的正负极相连，故电压表示数接近电源电压6V；故B错误。 C．电压表接在c、d两点间时，电压表的负接线柱与电源负极相连，由于灯L1断路，所以电压表的正接线柱不能与电源正极相连，因此电压表示数为零；故C错误； D．电压表接在a、b两点间时，电压表的负接线柱通过L2、开关与电源负极相连，但电压表的正接线柱电源正极相连，因此电压表示数接近电源电压6V；故D正确； 故选D。 7．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（　　） A．灯泡 L1和L2发光时，两灯并联 B．灯泡熄灭是由于灯泡L2短路 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 【答案】D 【知识点】电压表有示数而电流表无示数时的故障、辨析电路的串并联 【详解】由图可知，开关闭合后，两个灯泡串联在电路中，电流表测量电路中的电流，电压表测量的是灯泡L2两端的电压，根据串联电路的电压特点可知，此时电压表示数要小于电源电压；某个灯泡发生故障，两灯泡都熄灭，电流表示数为零，说明电路出现了断路现象；电压表示数比原来还大，说明电压表与电源之间是接通的，即测量的是电源电压，所以故障是与电压表并联的灯泡L2断路，故ABC错误，D正确。 故选D。 8．在图所示的电路中，电源电压保持不变。当电键S闭合后，小灯L不发光。若电路中只有一处故障，且只发生在小灯L或电阻R上。现尝试用下列三种方法来检测电路中的故障：①用完好的小灯L′替换L；②用完好的小灯L′替换R；③将一个完好的电流表串联在电路中，并将一个完好的电压表与L并联。其中能够检测出具体故障的方法是（　　） A．①和② B．②和③ C．只有③ D．①、②和③ 【答案】B 【知识点】电路故障的解决方法 【详解】①用完好的小灯L′替换L，若小灯L′亮，则可能是灯L短路，也可能是灯L断路，故不能检测出具体故障；②用完好的小灯L′替换R，若两灯都亮，则是R断路，若两灯都不亮，则是灯L断路，若L′亮L不亮，则是灯L短路，能够检测出具体故障；③将一个完好的电流表串联在电路中，并将一个完好的电压表与L并联，若两表都无示数则是R断路，若电流表有示数、电压表无示数则是灯L短路，若是电流表无示数、电压表有示数则是灯L断路，能够检测出具体故障；故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 9．在图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关S，观察到电压表V的示数不变。已知电路中仅有一处故障，且只发生在电阻R1、R2上、现在电路中再正确串联一个电流表，则（　　） A．若电流表示数不为0，故障可能是R1短路 B．若电流表示数不为0，故障一定是R2短路 C．若电流表示数为0，故障一定是R2断路 D．若电流表示数为0，故障可能是R2断路 【答案】C 【知识点】应用欧姆定律进行电路故障分析 【详解】根据电路图可知，闭合开关，两电阻串联，电压表V测量电阻R1两端的电压；已知闭合开关S，观察到电压表V的示数不变，再串联一个电流表： AB．若电流表有示数，说明电路为通路，电压表示数变大，说明电压表测量电源两端电压，因此电路故障是R2短路；如电压表示数变为0，则是R1短路，故AB不符合题意； CD．若电流表无示数，说明电路为断路，即电流表示数为0A，此时电压表示数不变为0V，故障一定是R2断路，故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 10．如图所示电路，闭合开关S后，发现L1、L2两灯泡都不亮。将一根导线的两端分别接到a、b点时，两灯都不亮；接到c、d点时，两灯都不亮；接到d、e点时，只有一只灯泡发光。则电路故障可能是（　　） A．开关S接触不良 B．灯泡L2灯丝断了 C．灯泡L2灯丝短路 D．灯泡L1灯丝断了 【答案】D 【知识点】电路故障的解决方法 【详解】A．如果开关S接触不良，那么将导线接入a、b点时，此时电路应该为通路，两灯泡应该发光，与题目接到a、b点时，两灯都不亮相矛盾，故A不符合题意； B．如果灯泡L2灯丝断了，那么将导线接入c、d点时，灯泡L2被短路，此时灯泡L1接入电路，电路为通路，灯泡L1应该发光，与题目接到c、d点时，两灯都不亮矛盾，故B不符合题意； C．如果灯泡L2灯丝短路，那么闭合开关后，灯泡L1可以发光，与题目闭合开关S后，发现L1、L2两灯泡都不亮相矛盾，故C不符合题意； D．如果灯泡L1灯丝断了，那么闭合开关后两灯泡都不亮，将导线分别接在a、b点和c、d点时，电路仍然为开路，两灯仍然不亮。将导线接到d、e点时，灯泡L2被短路，此时电路为通路，灯泡L1可以发光，与题目相符合，故D符合题意。 故选D。 二、多选题 11．在如图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关S，电路正常工作。过了一会儿，灯L熄灭，两个电表中只有一个电表的示数变小。若电路中只有一处故障，且只发生在灯L或电阻R上，正确的判断是（　　） A．一定是电阻R断路，电流表的示数变小 B．可能是灯L断路，电压表的示数变大 C．一定是电阻R短路，电流表的示数变大 D．可能是灯L短路，电压表的示数变小 【答案】BD 【知识点】应用欧姆定律进行电路故障分析 【详解】上图中，R与L串联，电压表测L的电压，电流表测电路的电流。 若R断路，则电路断开，电流表、电压表示数均变小，灯泡熄灭；若电阻R短路，则电路中只有L接入，电压表示变大，电路的电阻变小，电流表示数变大；若L短路，则灯泡熄灭，同时电压表被短路，则电压表示数减小，电路中只有R接入，则电路中的电流增大，电流表示数变大；若灯L断路，灯熄灭，电路断开，电流表示数为零，电流表示数变小；此时电压表接在电源两端，则电压表示数增大。故可能是灯L断路，电流表的示数变小，也可能是灯L短路，电压表的示数变小，故AC不正确，BD正确。 故选BD。 12．如图所示电路中，电源电压恒定不变，闭合开关S发现小灯L不亮。若电路中只有一处故障，且只发生在灯L或电阻R上。为检测故障，现提供完好的电压表V、电流表A和检测小灯L'作为检测工具。要求在不拆除原电路的条件下，选择其中一种检测工具，连接在AB或BC两点之间。下列说法错误的是（　　） A．如果选电流表，有可能一次就检测出故障 B．如果选择检测小灯，可以一次就检测出故障 C．无论选哪个检测工具，连接在AB或BC两点之间，都可会造成电源短路 D．如果选电压表，接在AB间，电压表示数不为零则一定是R断路 【答案】CD 【知识点】用电流表检测电路故障、用电压表检测电路故障 【详解】由图可知，电阻R和灯泡L串联接入电路中；电源电压恒定不变，闭合开关S发现小灯L不亮，则故障可能是：灯泡短路、灯泡断路、R断路； A．电流表接在AB处时，若电流表有示数且灯泡L发光，说明电阻R断路；若电流表有示数而灯泡L不发光，说明灯泡L短路；若电流表无示数，则故障是L断路，所以使用电流表是可以一次就检测出故障的，故A正确，不符合题意； B．如果选择检测小灯，检测小灯接在AB处，若两个小灯都发光，则电阻R断路；若只有检测小灯L'发光，说明小灯L短路；若两个小灯都不发光，则小灯L断路，此时可以一次就检测出故障，故B正确，不符合题意； C．若电路故障为灯泡或R断路，把电压表连接在AB或BC两点之间，都不会造成电源会被短路，故C错误，符合题意； D．如果选电压表，接在AB间，电压表示数不为零，这说明电压表与电源之间是接通的，所以故障是R断路或者灯泡短路，故D错误，符合题意。 故选CD。 13．如图所示，闭合电键S，灯L亮，一段时间后灯L熄灭，若电路中只有一处故障，且只发生在灯L或R上。现用一只规格相同且完好得灯L'替换灯L，下列判断正确的是（　　） A．若灯L'亮，则灯L一定断路 B．若灯L'亮，则灯L可能短路 C．若灯L'不亮，则电阻R一定断路 D．若灯L'不亮，则电阻R一定短路 【答案】BC 【知识点】断路的电路连接情况及电路特点、短路的电路连接情况及短路的危害 【详解】AB．若灯L′亮，说明电路其它部分是通的，则电阻R肯定完好，故障只能在灯L上，灯L可能是短路或断路，故A错误，B正确； CD．若灯L′（规格相同且完好）不亮，说明电路不通，则故障在电阻R上，考虑到灯L原先不亮，则故障只能是电阻R断路,故C正确，D错误。 故选BC。 三、填空题 14．电学实验课上，同学们首先连接了如图甲所示电路。 (1)小王同学实验发现，当开关S闭合时，灯、均不亮。用一根导线探究其故障：当把导线并接在灯两端时发现灯亮，灯不亮；当把导线并接在灯两端时发现两灯都不亮，由此可知______； A．灯短路 B．灯断路 C．灯短路 D．灯断路 (2)另一组的小张同学，当开关S闭合，仍然发现灯、均不亮时，用一个检测灯探究其故障：当把检测灯并接在灯两端时发现三个灯都不亮；当把检测灯接在灯两端时发现灯不亮，但检测灯正常发光，由此可知 ， ；（选填“短路”、“断路”） (3)如图丙所示，电学黑箱内有两盏灯，A、B、C是盒外三个接线柱，将电源正、负极接在AB或B、C两端时只有一盏灯发光，接在A、C两端时，两盏灯发光，由此说明黑箱内的导线有一个公共交叉点O，则没有灯泡的导线段是 （选填“AO”、“BO”、“CO”）。 【答案】(1)B (2) 短路 断路 (3)BO 【知识点】断路的电路连接情况及电路特点、短路的电路连接情况及短路的危害、辨析电路的串并联 【详解】（1）闭合开关时两灯均不亮，说明电路中某处断路，或是两灯均短路；用导线先并联在L1两端时，发现L2亮，灯L1不亮，说明此时电路通路，两灯泡不可能短路，L2完好的；同时用导线与灯L2并联，两灯均不亮，说明灯L1不可能短路，故只能为灯L1发生了断路，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 （2）[1][2]当把检测灯并接在灯L1两端时，三个灯都不亮，有三种可能：①L1、L2均断路，②L1、L2均短路，③L1短路、L2断路，当把检测灯接在灯L2两端时发现灯L1不亮，但检测灯正常发光，此现象说明检测灯与电源两极均导通，排除L1断路和L2短路的可能性，即①②两种可能性排除，确认③正确，由此可知L1短路，L2断路。 （3）根据题意A、C间两灯串联，A、B间有一灯，B、C间有一灯。框内画出电灯连接的电路如下图 由此可知，黑箱内的导线有一个公共交叉点O，则没有灯泡的导线段是BO。 15．如图所示的电路中，电源电压为U保持不变。开关S从断开到闭合，电流表和电压表的示数均不变，若电路中仅有一处故障且故障只发生在电阻R1或R2上，且是 （选填“短路”或“断路”）；若是R1的故障，则闭合开关，电压表示数为 ，电流表示数为 ；若是R2的故障，则闭合开关，电压表的示数为 ，电流表的示数为 。 【答案】 断路 U 0 0 0 【知识点】电压表有示数而电流表无示数时的故障、用电流表检测电路故障、用电压表检测电路故障 【详解】[1]若故障发生在电阻上，且断路，无论闭合或断开开关，电压表串联在电路中且示数为U，电流表的示数为零，符合题意；若短路，开关闭合时，电流表有示数，电压表的示数为零；开关断开时，电流表的示数为零，电压表的示数为U，不符合题意。若故障只发生在电阻上，且断路，无论闭合或断开开关，两表均无示数，符合题意；若短路，断开开关，电流表的示数为零，电压表的示数为U；闭合开关，电流表的示数不为零，电压表的示数为U，不符合题意；由上述分析可知电路故障为R1或R2断路。 [2][3]若是R1断路，则闭合开关，电压表示数为电源电压U，电流表示数为0。 [4][5]若是R2断路，整个电路断路，无论是否闭合开关，电压表的示数为0，电流表的示数为0。 16．在图所示的电路中，电源电压保持不变。①当电键S闭合后，三个电表中示数变大的电表是 表（选填“V”、“A1”、“A2”）；②当电键S断开时，若电阻R1、R2中一个出现了故障，则电压表V的示数 为零，电流表A2的示数 为零（均选填“一定”或“可能”）。 【答案】 V、A2 可能 可能 【知识点】欧姆定律的简单计算、用电流表检测电路故障、用电压表检测电路故障 【详解】[1]由图得，电键S断开时，R1、R2串联，电压表测量R1电压，电流表A1、A2均测量电路电流；电键S闭合后，R2与电流表A1被短路，电路电阻变小，电流表A2测量电路电流，电压表测量电源电压，则电表示数变大的是V、A2。 [2] [3]当电键S断开时，当R1断路时，电压表示数等于电源电压，电流表A2示数为0；当当R1短路时，电压表示数等于0，电流表A2有示数；当R2断路时，电压表示数等于0，电流表A2示数为0；当R2短路时，电压表示数等于电源电压，电流表A2有示数。 17．如图甲所示电路，电源电压恒定不变，闭合开关，电流表指针几乎不偏转，电压表指针大幅度偏转，则电路的故障可能是滑动变阻器处 。排除故障后，把滑动变阻器的滑片从a端移动到b端的过程中，两电表的示数变化如图乙所示，综合以上信息可知此电路电源的电压为 V；若该电路以最大电功率工作10s，将消耗电能 J。    【答案】 开路 6 36 【知识点】电功的公式及简单应用、欧姆定律的简单计算 【详解】由图甲可知，定值电阻R0和滑动变阻器串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量滑动变阻器两端的电压； [1]闭合开关，电流表指针几乎不偏转，说明电路发生了开路，电压表指针大幅度偏转，说明电压表两接线柱与电源两端之间没有发生开路，所以发生开路的位置在电压表的两接线柱之间，即滑动变阻器出发生开路。 [2]当滑动变阻器的滑片在a端时，滑动变阻器接入电路中的阻值为0Ω，电路中的总电阻最小，根据欧姆定律可知电路中的电流最大，由图乙可知，此时电路中的电流：I1=0.6A，由可知，电源电压 U=I1R0=0.6A×R0……① 当滑动变阻器的滑片在b端时，滑动变阻器接入电路中的阻值最大，电路中的总电阻最大，根据欧姆定律可知电路中的电流最小，由图乙可知，此时电路中的电流：I2=0.2A，滑动变阻器两端的电压UP=4V，根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压 U=UP+I2R0=4V+0.2A×R0……② 联立①②两式解得：电源电压U=6V。 [3]电源电压不变，当电路中的电流最大时，电路中的总功率最大，该电路以最大电功率工作10s，将消耗的电能 W=UI1t=6V×0.6A×10s=36J 四、计算题 18．如图甲所示，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测两端电压，电流表测电路中的电流．两电表的表盘如图乙所示。 (1)[因电表量程未知引起的分类讨论]若电源电压为且不变，电阻的阻值为，滑动变阻器上标有“”字样，调节滑动变阻器的滑片，发现某时刻电流表和电压表的指针偏转角度相同且电路安全工作，求此时电流表示数的可能值。 (2)[因电路位置未知引起的分类讨论]若电源电压为，滑动变阻器的规格为“”，将与电压表规格相同的电压表接入电路，其他部分电路连接不变．闭合开关，当滑片置于某一位置时，三个电表指针偏转的角度相同，且电压表的示数大于电压表的示数，求此时阻值的可能值。 (3)[因物理量不确定引起的分类讨论]若电源电压恒为，是阻值为的定值电阻，给两端接入量程符合要求的电压表，滑动变阻器可选规格为“”和“”．当闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片到某位置时，两个电压表示数差值最大，求两个电压表示数差值的最大值及滑动变阻器接入电路的阻值。 (4)[因电路元件替换引起的分类讨论]若电源电压为且不变，现有三个电阻，已知其中有一个电阻发生了故障，为了找出发生故障的电阻，从三个电阻中取出两个分别替换和接入电路当用和分别替换和时，电流表示数为；当用和分别替换和时，电流表的示数为。通过推理和计算说明故障情况，并通过计算求出另外两个电阻的阻值。 【答案】(1)和 (2) (3)两个电压表示数差值的最大值为；当选用的滑动变阻器时，其接入电路的阻值为；当选用“”的滑动变阻器时，其接入电路的阻值为 (4)见解析 【知识点】欧姆定律的简单计算 【详解】（1）已知电阻与滑动变阻器串联，电压表测两端电压，因电流表和电压表的指针偏转角度相同，设两电表指针偏转的格数均为。 ①若电流表的量程为，分度值为；电压表的量程为，分度值为，此时电流表的示数为，电压表的示数为，滑动变阻器接入电路中的电阻 由欧姆定律可知电路中电流 此时电路中电流大小超出电流表量程，无法保证电路安全，故此种情况舍弃； ②若电流表的量程为，分度值为；电压表的量程为，分度值为，此时电流表的示数为，电压表的示数为，滑动变阻器接入电路中的电阻 则电路中电流 此时电路中电流大小未超出电流表量程，电路安全，故此种情况保留； ③若电流表的量程为，分度值为；电压表的量程为，分度值为。此时电流表的示数为，电压表的示数为，滑动变阻器接入电路中的电阻 由欧姆定律可知电路中电流 此时电路中电流大小超过滑动变阻器允许通过的最大电流，无法保证电路安全，故此种情况舍弃； ④若电流表的量程为，分度值为；电压表的量程为，分度值为。此时电流表的示数为，电压表的示数为，滑动变阻器接入电路中的电阻 由欧姆定律可知电路中电流 此时电路中电流大小未超过滑动变阻器允许通过的最大电流，电路安全，故此种情况保留；综上所述，电流表示数的可能值为和。 （2）与滑动变阻器串联，其他部分电路连接不变。 ①若电压表并联在两端，如解图1所示：两个电压表指针偏转的角度相同，且电压表的示数大于电压表的示数，所以电压表的量程为，电压表的量程为，电压表的示数是电压表的示数的5倍，即，由串联电路的电压特点可得，电压表的示数 电压表的示数 两个电压表指针偏转的角度都为满偏的，由于三个电表指针偏转的角度相同，且电流表有两个量程，所以电流表的示数可能为或，但因为滑动变阻器允许通过的最大电流为，则电流表的示数只能为，即电路中的电流，根据欧姆定律可得，的阻值 ②若电压表并联在电源两端，如解图2所示：此时电压表的示数 电压表的示数 两个电压表指针偏转的角度都为满偏的，由于滑动变阻器允许通过的最大电流为，故电流表的量程为，则电流表的示数 由串联电路的电压特点以及欧姆定律可得，的阻值 （3）考虑电表量程，当电压表示数的最大值为时，由于电源电压为，则电压表示数的最小值为 此时两个电压表示数差值最大，差值 ①若两端的电压，滑动变阻器两端的电压，由串联电路电流的特点及欧姆定律可得，电路中的电流 滑动变阻器接入电路的阻值 此时选择的滑动变阻器规格为； ②若两端的电压，滑动变阻器两端的电压，由串联电路电流的特点及欧姆定律可得，电路中的电流 滑动变阻器接入电路的阻值 此时选择的滑动变阻器规格为“”； 综上所述，两种规格的滑动变阻器均可选择，两个电压表示数差值的最大值为；当选用的滑动变阻器时，其接入电路的阻值为；当选用“”的滑动变阻器时，其接入电路的阻值为。 （4）前后两次替换电阻，电流表均有示数，则说明电阻接入电路后发生的故障为电阻短路。 ①若短路，当用和替换时，此时电路为的简单电路，电流表示数为；因电阻和正常，所以当用和替换时，电路中总阻值变大，电路中电流变小，且小于，与题目不符，故不是短路； ②若短路，当用和替换时，此时电路为的简单电路，电流表示数为，由欧姆定律可得，的电阻 当用和替换时，此时电路为的简单电路，电流表示数为，由欧姆定律可得，的电阻 ③若短路，当用和替换时，此时电路为的简单电路，电流表示数为，由欧姆定律可得，的电阻 当用和替换时，此时电阻和串联，电流表示数为，由欧姆定律及串联电路电阻的特点可得，的电阻 综上所述，故障可能为短路或短路；若短路，则的阻值为，的阻值为；若短路，则的阻值为，的阻值为。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $$