内容正文:
专题05 (一模)电路故障
【题型1 用电压表检测电路故障】 1
【题型2 用电流表检测电路故障】 2
【题型3 用电流表、电压表检测电路故障】 3
【题型4 电压表有示数而电流表无示数时的故障】 5
【题型5 电流有示数而电压表无示数的故障(含题型4)】 6
【题型6 两电表均无示数的电路故障(含题型4、5)】 8
【题型1 用电压表检测电路故障】
1.(24-25九年级上·上海·阶段练习)在如图所示的电路中,电源电压为U0且保持不变,闭合开关S,小灯L不发光。若电路中仅有一处故障,且只发生在L、R上。
(1)若电压表示数为0,则故障为 ;
(2)若电压表示数不为0,为进一步确认故障情况,可将电压表从原来位置改为并联在 两点(选填“ab”、“bc”或“ac”)来检测。请写出检测时必要的操作以及电压表示数和相对应的故障。
2.(2024·上海杨浦·一模)在如图所示的电路中,电源电压为不变。闭合开关S,观察到电压表V1指针未发生偏转。若电路中仅有一处存在故障,且只发生在电阻、上。
①为进一步确定故障,可在 间并联一个完好的电阻。(选填“ab”“bc”或“ac”);
②若与的阻值相等,根据上述方案,写出闭合开关后电压表V1与电压表V2示数及其对应故障 。
3.(2024·上海崇明·一模)在图所示的电路中,电源电压为U0保持不变。已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R或小灯泡L上,闭合开关S,电压表指针所在的位置不变。请根据相关信息写出电压表的示数及相对应的故障: 。
【题型2 用电流表检测电路故障】
4.(2021·上海浦东新·一模)如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1、R2的阻值相等闭合开关S,电路正常工作,此时电流表A1的示数为I,则电流A的示数为 。
一段时间后,R1、R2中的一个发生了断路故障则两电表的示数及相应的故障为:若 ,则R1断路;若 ,则R2断路。
5.(2020九年级·上海·专题练习)在图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,发现只有一个电流表的指针发生偏转,已知电阻R1、滑动变阻器R2中仅有一个出现了故障。
①电路中的故障可能是 ;
②在原故障电路中,向右移动变阻器R2的滑片P,观察到一个电流表的示数先不变,后发生了改变。请判断: (选填“ 能”或“不能”)进一步确定故障所在,并说明理由 。
6.(2024·上海·中考真题)如下图所示的电路中,在定值电阻R1或滑动变阻器R2中,仅有一个发生故障,小浦为研究故障的原因,特地设计了两个方案:
方案一:通过移动滑动变阻器的滑片P来判断出故障的原因,写出开关S闭合后,电流表示数变化情况及对应故障 。
方案二:用一个完好的电阻R0来替换R1来判断发生的故障,可选用的电阻R0的阻值 。
A.R0>R1 B.R0=R1 C.R0<R1
【题型3 用电流表、电压表检测电路故障】
7.(2022·上海宝山·二模)在如图电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作。过了一会儿,两电表指针偏转方向相反。若电路中故障只发生在L或R上,试分析电压表V和电流表A的示数变化情况,及对应的故障: 。
8.(2024九年级下·上海·专题练习)如图所示电路,闭合电键后电路正常工作,过一会电路出现故障。
(1)若电路中有两个电表的示数变小,请你判断可能发生的故障 ;
(2)若电路中有三个电表的示数变小,请你判断可能发生的故障 。
9.(2024·上海黄浦·三模)在如图所示的电路中,电源电压为保持不变,电阻的阻值为,电阻的阻值为。闭合开关S后,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、上。请写出闭合开关S后,电流表和电压表的示数及对应的故障。
10.(2024·上海宝山·二模)如图所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作。一段时间后,某一个电表的示数突然变大。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻或上。为了确定故障的具体情况,有如下两种操作方式:
A:将电流表A与电阻位置互换;
B:将电流表A与电阻位置互换。
请写出选取操作 (选填“A”或“B”)后,电压表V与电流表A的示数变化情况及相应的故障: 。
11.(2024·上海青浦·二模)在图所示的电路中,电源电压为U0,电阻R1的阻值为R0,R2的阻值为2R0,闭合开关S,发现两电表中至少有一个电表示数不变。若电路中只存在一处故障且只发生在R1、R2上。
(1)若发现 (选填“只有一个电表”或“两个电表”)示数不变,就应该立刻断开开关,以免造成电路中其它元件损坏。请判断,此时电路发生的故障是 ;
(2)请写出其他情况下,开关S闭合时,电压表、电流表的示数及对应的故障。
12.(2024·上海黄浦·二模)在图所示电路中,电源电压为U0保持不变,电阻R1和滑动变阻器R2串联或并联在M、N两点间。已知电路中仅有一处故障,且只发生在R1、R2上。闭合开关S,移动R2的滑片,电流表示数变大。
(1)发生故障的导体是 ;(选填“R1”或“R2”)
(2)现将一个电压表正确并联在电路中,通过闭合开关S后通过电压表的示数来确定电路连接方式和故障原因,则可行的是 ;
A.电压表并联在R1两端
B.电压表并联在R2两端
C.电压表并联在电源两端
请写出电压表的示数、R1和R2的连接方式、及对应的故障。
13.(2022·上海浦东新·二模)如图所示,电源电压保持不变。电阻R1、R2的阻值相等,开关S闭合后,电路正常工作,电流表和电压表的示数分别为I0和U0。一段时间后,电路中出现仅有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上。
(1)若开关由断开到闭合,观察到只有电压表示数发生变化,则发生的故障是 ,此时电压表示数为 。
(2)若开关由断开到闭合,观察到只有电流表示数发生变化,则此时电流表示数为 。
【题型4 电压表有示数而电流表无示数时的故障】
14.(2022·上海黄浦·一模)在下图所示的电路中,电源电压为U0保持不变,R1、R2的阻值均为R0。闭合开关S,两电表示数均不变,已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。请根据以上信息,写出各电表的示数及其对应的故障 。
15.(2022·上海黄浦·二模)在图所示的电路中,电源电压为U0保持不变,闭合开关后,电压表示数为U0。若电路中只有一处故障且只发生在小灯L或电阻R处。
①电路中出现的故障可能是: ;
②为了确定故障,现用一个完好的电阻R0替换电阻R。请根据以上信息,写出小灯发光情况、替换前后电压表示数的变化情况及相对应的故障。
16.(2022·上海金山·二模)在图所示的电路中,电源电压为U0且保持不变,电阻R1、R2的阻值均为R0。
①闭合开关S,电流表A的示数将 ,电压表V示数将 (均选填“变小”、“不变”或“变大”);
②一段时间后,发现电路中有一个电表的示数变小,已知电路中存在一处断路故障,且只发生在电阻R1、R2上。现通过断开开关S判断故障。请根据相关信息写出开关S断开后两电表的示数及相应的故障 。
【题型5 电流有示数而电压表无示数的故障(含题型4)】
17.(2024·上海·模拟预测)在图所示电路中,电源电压为U0保持不变,电阻R1、R2阻值均为R0,闭合开关电路正常工作。过了一会,电压表V的示数减小。已知电路中只有一处故障,且发生在电阻R1或R2处。
①电路中存在的故障是: ;
②若只将电阻R1、R2在电路中的位置互换,然后在电阻R1与开关之间串联一个电流表,写出两电表的示数及对应的故障 。
18.(2023·上海静安·二模)在图所示的电路中,电源电压为,电阻、的阻值均为。若电路中只有一处出现断路故障,且故障发生在电阻、处。开关S由断开到闭合,观察到至少有一个电表的示数发生变化。请写出开关S闭合后,电压表V与电流表A的示数及相对应的故障 。
19.(2022·上海浦东新·一模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。由于电阻R或灯L可能出现了故障,闭合电键S,两电表只有一个有示数。
①发生故障时,小灯L 发光(选填“可能”或“不可能”);
②在原故障电路中,将一个检查小灯L'并在R两端,请根据检测小灯L'的发光情况及电流表的变化情况说明故障的位置及类型: 。
20.(2024·上海崇明·二模)在图所示的电路中,已知电源电压为U且保持不变,两电阻阻值均为R0。当开关S由断开到闭合后,两个电表中只有一个电表的示数发生了变化,且电路中只有电阻R1或R2发生了故障。请根据相关信息写出两电表的示数及对应的故障: 。
21.(2024·上海普陀·二模)图所示为可调光台灯内部简化电路,其中电源电压为U0且保持不变。
(1)闭合开关S,无论怎么移动滑片P,灯L始终不发光。若电路中仅有一处故障,且只发生在滑动变阻器R或灯L上。请判断该电路中存在的故障可能是 ;
A.R断路 B.R短路 C.L断路 D.L短路
(2)为进一步判断故障情况,小李在电路中MN之间接入一个电压表。你认为小李的方案是否可行。若不可行,请说明理由;若可行,请写出对开关S的操作、电压表示数及对应的故障 。
【题型6 两电表均无示数的电路故障(含题型4、5)】
22.(2023九年级·上海·专题练习)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,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前后电流表和电压表示数的变化情况及对应的故障。 。
23.(20-21九年级上·上海·期中)如图所示的电路中,电源电压为U,闭合电键S,发现两电表指针的位置均不变,已知故障只发生在电阻R1或R2上,请根据相关信息写出电压表的示数及相应的故障。
① ;② ;
24.(2021·上海青浦·一模)在如图所示的电路中,电源电压为U。闭合开关S,灯L发光。一段时间后,电灯熄灭。若已知电路中只发生一处故障,且只发生在灯L或电阻R上。根据信息回答下列问题
①电路中可能发生的故障是 。
②若电流表的指针指在零刻度上,请写出电压表的示数及对应的故障。
25.(2018·上海崇明·二模)在图所示的电路中,电源电压U保持不变.闭合电键S,发现电路中存在断路故障且只可能发生在灯泡L1、L2上.
(1)若将灯泡L1与闭合的电键S位置互换,则互换前后电流表A的示数 ,电压表V的示数 .(均选填“一定不变”、“可能不变”或“一定改变”)
(2)若电流表A与电压表V位置互换后,如只有一个电表有示数,则故障是 ;如两个电表均无示数,则故障是 .
26.(16-17九年级上·上海·阶段练习)在图所示的电路中,电源电压保持不变。电路中出现了故障,且只发生在电阻R1、R2上(不同时发生故障)。电键S闭合后,①若R2短路,则电压表 示数,电流表 示数;(选填“有”或“无”) ②若观察到两个电表均无示数,则故障可能是 。
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专题05 (一模)电路故障
【题型1 用电压表检测电路故障】 1
【题型2 用电流表检测电路故障】 3
【题型3 用电流表、电压表检测电路故障】 4
【题型4 电压表有示数而电流表无示数时的故障】 9
【题型5 电流有示数而电压表无示数的故障(含题型4)】 10
【题型6 两电表均无示数的电路故障(含题型4、5)】 13
【题型1 用电压表检测电路故障】
1.(24-25九年级上·上海·阶段练习)在如图所示的电路中,电源电压为U0且保持不变,闭合开关S,小灯L不发光。若电路中仅有一处故障,且只发生在L、R上。
(1)若电压表示数为0,则故障为 ;
(2)若电压表示数不为0,为进一步确认故障情况,可将电压表从原来位置改为并联在 两点(选填“ab”、“bc”或“ac”)来检测。请写出检测时必要的操作以及电压表示数和相对应的故障。
【答案】(1)小灯L断路
(2) ab 见解析
【详解】(1)小灯L不发光,说明电路存在断路,若电压表示数为0,说明电压表到电源两极有断路,则故障为L断路。
(2)[1][2]若电压表示数不为0,说明L没有断路,R也没有短路,故障原因可能是L短路或者R断路;将电压表从原来位置改为并联在ab两点,若电压表无示数,原因是R断路;若电压表有示数,原因是L短路。
2.(2024·上海杨浦·一模)在如图所示的电路中,电源电压为不变。闭合开关S,观察到电压表V1指针未发生偏转。若电路中仅有一处存在故障,且只发生在电阻、上。
①为进一步确定故障,可在 间并联一个完好的电阻。(选填“ab”“bc”或“ac”);
②若与的阻值相等,根据上述方案,写出闭合开关后电压表V1与电压表V2示数及其对应故障 。
【答案】 bc 见解析
【详解】①[1]由电路图可知,闭合开关S,两电阻串联,电压表V1测电阻R1两端的电压,电压表V2测电阻R2两端的电压。已知电压表V1指针未发生偏转,说明与电压表V1并联的元件短路或者其它部分电路断路了,因电路中仅有一处存在故障,且只发生在电阻R1、R2上,则可能是R1短路或R2断路;如果完好的电阻R3并联在ab两点间,当R1短路时,电压表V1被短路时无示数,当R2断路时,电压表V1与电源不接通,则V1也无示数,不能进一步确定故障;如果完好的电阻R3并联在ac点两间,与原电路并联,对原电路没有影响,电压表V1指针也不发生偏转(V1始终无示数),不能进一步确定故障,所以完好的R3必须并联在bc之间。
②[2]已知R3与R1的阻值相等,且R3并联在bc之间(即R3与R2并联),若电压表V1示数仍为0,电压表V2示数为U0,则说明R1短路;若电压表V1和V2示数相同,都为 (等于电源电压的一半),则说明R2断路。
3.(2024·上海崇明·一模)在图所示的电路中,电源电压为U0保持不变。已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R或小灯泡L上,闭合开关S,电压表指针所在的位置不变。请根据相关信息写出电压表的示数及相对应的故障: 。
【答案】见解析
【详解】由图知,开关断开时,电压表与灯泡L串联接入电路中;若开关断开时电压表的示数为0,说明电压表与电源之间没有接通,则灯泡断路了;闭合开关S,电压表指针所在的位置不变,即其示数仍然为0,则故障是灯泡L断路,灯泡不发光;若开关断开时电压表示数等于电源电压U0,则电压表与电源之间是接通的,灯泡不可能断路;闭合开关S,电压表指针所在的位置不变,即其示数仍然为电源电压U0,则故障可能是R断路或L短路,灯泡不发光。
【题型2 用电流表检测电路故障】
4.(2021·上海浦东新·一模)如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1、R2的阻值相等闭合开关S,电路正常工作,此时电流表A1的示数为I,则电流A的示数为 。
一段时间后,R1、R2中的一个发生了断路故障则两电表的示数及相应的故障为:若 ,则R1断路;若 ,则R2断路。
【答案】 2I A1示数为0,A示数为I A1示数为I,A示数为I
【详解】[1]由图可知,两个电阻并联,电流表A1测量通过R1的电流,电流表A测量干路中的电流,电阻R1、R2的阻值相等,并联电路中各个支路的电压相等,根据可知通过两个电阻的电流相等,即
I2=I1=I
电流A的示数为
I总=I1+I2=I+I=2I
[2]如果A1示数为0,可能电路中出现断路,A示数为I,说明R2支路完好,R1断路。
[3]如果A1示数为I,说明R1支路完好,A示数为I,说明电流表A只测量通过R1的电流,R2断路。
5.(2020九年级·上海·专题练习)在图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,发现只有一个电流表的指针发生偏转,已知电阻R1、滑动变阻器R2中仅有一个出现了故障。
①电路中的故障可能是 ;
②在原故障电路中,向右移动变阻器R2的滑片P,观察到一个电流表的示数先不变,后发生了改变。请判断: (选填“ 能”或“不能”)进一步确定故障所在,并说明理由 。
【答案】 R1断路或R2断路 能 电流表A2的示数先不变化,当变阻器滑片过了R2断路部分后,电流表A2的示数变大,所以是R2一部分电阻丝发生断路。
【详解】[1]由图可知,R1R2并联,电表A1的示数为R1的电流,电表A2的示数为变阻器R2的电流。发现只有一个电流表的指针发生偏转,说明某条支路断路,又因为电阻R1、滑动变阻器R2中仅有一个出现了故障,所以故障可能是电阻R1断路或变阻器R2断路。
[2][3]在原故障电路中,当向右移动变阻器R2的滑片P时,因为电流表A1的示数不变,观察到一个电流表的示数先不变,后发生了改变,一定是变阻器支路中电流表A2的示数后来发生了改变,其原因是变阻器的一部分电阻丝(左边)发生断路,当滑片滑过断路处后便能正常工作。
6.(2024·上海·中考真题)如下图所示的电路中,在定值电阻R1或滑动变阻器R2中,仅有一个发生故障,小浦为研究故障的原因,特地设计了两个方案:
方案一:通过移动滑动变阻器的滑片P来判断出故障的原因,写出开关S闭合后,电流表示数变化情况及对应故障 。
方案二:用一个完好的电阻R0来替换R1来判断发生的故障,可选用的电阻R0的阻值 。
A.R0>R1 B.R0=R1 C.R0<R1
【答案】 闭合开关后移动滑片,电流表变化,则故障为R1断路;闭合开关后移动滑片,电流表不变,则故障为R2断路 AB
【详解】[1]闭合开关后移动滑片,电流表变化,则故障为R1断路;闭合开关后移动滑片,电流表不变,则故障为R2断路。
[2]若定值电阻R1断路,用R0替换R1时,由电阻的并联可知电路的总电阻将变小,则由欧姆定律可知电流表A的示数将变大; 若变阻器R2断路,用R0替换R1时,如果R0等于R1,则电流表A的示数不变;如果R0大于R1,由欧姆定律可知电流表A的示数将变小;如果R0小于R1,由欧姆定律可知电流表A的示数将变大; 综上可知,如果选用的电阻R0小于R1,当出现电流表A的示数变大时,可能是R1断路,也可能R2断路,则利用该电阻不能准确判断电路故障;所以,选用的电阻R0的阻值应大于或等于R1,才能根据电流表的示数变化情况准确判断电路故障。
故选AB。
【题型3 用电流表、电压表检测电路故障】
7.(2022·上海宝山·二模)在如图电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作。过了一会儿,两电表指针偏转方向相反。若电路中故障只发生在L或R上,试分析电压表V和电流表A的示数变化情况,及对应的故障: 。
【答案】①电压表示数变小,电流表示数变大,故障为R短路;②电流表示数变小,电压表示数变大,故障为R断路
【详解】依题意,两表示数变化相反,若电流表示数变大,则应发生了短路,电压表示数变小,说明其测量对象R短路;若电流表示数变小,则应发生了断路,电压表示数变大,说明其测量对象R断路。
8.(2024九年级下·上海·专题练习)如图所示电路,闭合电键后电路正常工作,过一会电路出现故障。
(1)若电路中有两个电表的示数变小,请你判断可能发生的故障 ;
(2)若电路中有三个电表的示数变小,请你判断可能发生的故障 。
【答案】 见解析 R1和R2都断路
【详解】(1)[1]由电路图可知,R1、R2并联,A测干路电流,A1测R1支路电流,A2测R2支路电流,电压表测电源电压。电压表的示数是不变的。电路中有两个电表的示数变小,一定是两个电流表的示数变小。干路中的电流表的示数一定变小,所以当R1断路时,电流表A1与电流表A的示数变小;当R2断路时,电流表A2与电流表A的示数变小。
(2)[2]电路中有三个电表的示数变小,一定是三个电流表的示数变小,故障是R1和R2都断路。
9.(2024·上海黄浦·三模)在如图所示的电路中,电源电压为保持不变,电阻的阻值为,电阻的阻值为。闭合开关S后,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、上。请写出闭合开关S后,电流表和电压表的示数及对应的故障。
【答案】见详解
【详解】由图知,闭合开关,两只电阻串联,电压表测量R2两端电压。闭合开关S,至少有一个电表指针发生偏转,所以不可能是电压表示数和电流表示数均为0的情况,即不会是R1断路;若闭合开关S后,电流表的示数为,电压表的示数为0,则故障是R2短路;若闭合开关S后,电流表的示数为0,电压表的示数为U0,这表明该电路是断路,则故障是R2断路;若闭合开关S后,电流表的示数为,电压表的示数为U0,则故障是R1短路。
10.(2024·上海宝山·二模)如图所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作。一段时间后,某一个电表的示数突然变大。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻或上。为了确定故障的具体情况,有如下两种操作方式:
A:将电流表A与电阻位置互换;
B:将电流表A与电阻位置互换。
请写出选取操作 (选填“A”或“B”)后,电压表V与电流表A的示数变化情况及相应的故障: 。
【答案】 A/B 见解析
【详解】[1][2]根据电路图知,两个电阻串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量电源电压,根据电源电压不变,电压表示数不变,而某一个电表的示数突然变大,说明电流表示数变大,则电路中只可能是短路故障,且只发生在电阻R1或R2上;
操作A:将电流表A与电阻R1位置互换,电压表测量R2的电压,电压表V示数变小,电流表A示数不变,电阻R2短路;电压表V示数不变,电流表A示数不变,电阻R1短路。
操作B:将电流表A与电阻R2位置互换,电压表测量R1的电压,电压表V示数变小,电流表A示数不变,电阻R1短路;电压表V示数不变,电流表A示数不变,电阻R2短路。
所以选取操作A时;电压表V与电流表A的示数变化情况及相应的故障:电压表V示数变小,电流表A示数不变,电阻R2短路;电压表V示数不变,电流表A示数不变,电阻R1短路。
所以选取操作B时;电压表V与电流表A的示数变化情况及相应的故障:电压表V示数变小,电流表A示数不变,电阻短路;电压表V示数不变,电流表A示数不变,电阻短路。
11.(2024·上海青浦·二模)在图所示的电路中,电源电压为U0,电阻R1的阻值为R0,R2的阻值为2R0,闭合开关S,发现两电表中至少有一个电表示数不变。若电路中只存在一处故障且只发生在R1、R2上。
(1)若发现 (选填“只有一个电表”或“两个电表”)示数不变,就应该立刻断开开关,以免造成电路中其它元件损坏。请判断,此时电路发生的故障是 ;
(2)请写出其他情况下,开关S闭合时,电压表、电流表的示数及对应的故障。
【答案】 只有一个电表 R2短路 见解析
【详解】开关S断开时,两电阻串联,电压表测量R2电压,电流表测量电路电流;当开关S闭合时,电路化为R2的简单电路,电压表测量电源电压,电流表依然测量电路电流。
(1)[1][2]依题意得,当闭合开关时,电路会损坏,说明此时电路中没有用电器工作,为电源短路现象,说明R2被短路,则闭合开关后,电压表示数不变,电流表示数示数变大,即开关闭合后,只有一个电表示数不变。
(2)[3]当电阻R1断路时,开关闭合前,电压表、电流表示数均为0;开关闭合后,电路为R2的简单电路,电压表测量电源电压,电流表测量电路电流,此时两表均有示数,两表的示数均发生改变,不符合题意,开关闭合后,电压表示数为U0,电流表示数为
当电阻R1短路时,开关闭合前后,电路均为R2的简单电路,电压表、电流表的示数均不变,电压表的示数为电源电压U0、电流表示数为
符合题意;
当电阻R2断路时,开关闭合前后,电压表示数为电源电压U0,电流表无示数,符合题意。
12.(2024·上海黄浦·二模)在图所示电路中,电源电压为U0保持不变,电阻R1和滑动变阻器R2串联或并联在M、N两点间。已知电路中仅有一处故障,且只发生在R1、R2上。闭合开关S,移动R2的滑片,电流表示数变大。
(1)发生故障的导体是 ;(选填“R1”或“R2”)
(2)现将一个电压表正确并联在电路中,通过闭合开关S后通过电压表的示数来确定电路连接方式和故障原因,则可行的是 ;
A.电压表并联在R1两端
B.电压表并联在R2两端
C.电压表并联在电源两端
请写出电压表的示数、R1和R2的连接方式、及对应的故障。
【答案】 R1 A 见解析
【详解】(1)[1]若电阻R1和滑动变阻器R2串联在M、N两点间,根据串联电路特点,若其中一个电阻断路,则电路断路电流表无示数,则故障不可能为断路;若电路故障为滑动变阻器R2短路,电路为R1的简单电路,则无论怎么移动滑片,电流表示数不会变化;若电阻R1短路,此时向左移动滑片,电路阻值变小,根据欧姆定律可知,电路电流变大,即电流表示数变大,符合题意。若电阻R1和滑动变阻器R2并联在M、N两点间,若电阻R1或R2短路,都会导致电源短路,这是错误操作,不符合题意;若电阻R1断路,此时向左移动滑片,电路阻值变小,根据欧姆定律可知,电路电流变大,即电流表示数变大,符合题意;若滑动变阻器R2断路,电路为R1的简单电路,则无论怎么移动滑片,电流表示数不会变化。综上所述,发生故障的导体是R1。
(2)[2][3]当电压表并联在R1两端时,若电阻R1和滑动变阻器R2并联,电压表测并联电路两端电压,即测量电源电压;由(1)知,故障只发生在R1上,闭合开关,若电阻R1断路,电压表示数为电源电压为U0;由于是并联电路,电阻R1被短路会导致电源短路,这是不允许的,由此可知,电阻R1和滑动变阻器R2并联且R1断路;若电阻R1和滑动变阻器R2是串联,因R2可以正常工作,则R1不可能断路,若R1短路,电压表被短路,示数为0,由此可知,电阻R1和滑动变阻器R2串联且R1短路;当电压表并联在R2两端时,若电阻R1和滑动变阻器R2并联,闭合开关,若R1断路则电压表示数为U0;若电阻R1和滑动变阻器R2是串联,若R1短路,闭合开关,电压表测量电源电压示数为U0,无法通过电压表判断故障原因;若电压表并联在电源两端,则R1断路或R1短路,电压表示数不变,均为电源电压U0,无法通过电压表判断故障原因,综上所述可行的是A。
故选A。
13.(2022·上海浦东新·二模)如图所示,电源电压保持不变。电阻R1、R2的阻值相等,开关S闭合后,电路正常工作,电流表和电压表的示数分别为I0和U0。一段时间后,电路中出现仅有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上。
(1)若开关由断开到闭合,观察到只有电压表示数发生变化,则发生的故障是 ,此时电压表示数为 。
(2)若开关由断开到闭合,观察到只有电流表示数发生变化,则此时电流表示数为 。
【答案】 R2断路 2U0 2I0
【详解】(1)[1]如图,电阻R1、R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,若开关由断开到闭合,观察到只有电压表示数发生变化,电流表示数不变化,说明电路发生了断路;电压表有示数,说明电压表接入了电路,若电路中出现仅有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上,则发生的故障是R2断路,电压表串联在电路中。
[2]因为电压表的电阻很大,电源电压几乎全部加在R2上,此时电压表的示数为电源电压;由题意可知:开关S闭合后,电路正常工作,通过R2的电流与电压分别为I0和U0,因电阻R1、R2的阻值相等,所以RI两端的电压也为U0,电源电压为2U0,此时电压表的示数为2U0。
(2)[3]若开关由断开到闭合,观察到只有电流表示数发生变化,说明电路为通路,电压表示数不变化,说明电压表被短路或断路,若电路中出现仅有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上,则说明R2短路,即电压表被短路,此时电路中只有电阻R1,则此时电流表示数为
【题型4 电压表有示数而电流表无示数时的故障】
14.(2022·上海黄浦·一模)在下图所示的电路中,电源电压为U0保持不变,R1、R2的阻值均为R0。闭合开关S,两电表示数均不变,已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。请根据以上信息,写出各电表的示数及其对应的故障 。
【答案】电压表示数为0,电流表示数为0,电阻R1断路;电压表示数为U0,电流表示数为0,电阻R2断路
【详解】由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测R2两端电压,闭合开关前,电路处于断开状态,故可知此时电流表的示数为0,闭合开关后,由题意可知,两电表示数不变,故可知此时电流表示数仍为0,则此时电路中存在断路,若是电阻R1断路,则闭合开关前后电压表均未接入电路,可知闭合开关前后电压表示数均为0;若是电阻R2断路,闭合开关前,电压表直接串联进电路,此时电压表相当于测量电源电压,故可知此时电压表示数为U0,因电压表内阻很大,此时电路相当于断路,故此时电流表示数为0,。闭合开关后,此时电压表仍是直接串联进电路,测量电源电压,故此时电压表示数仍为U0不变,而此时电路断路,故电流表示数仍为0。
15.(2022·上海黄浦·二模)在图所示的电路中,电源电压为U0保持不变,闭合开关后,电压表示数为U0。若电路中只有一处故障且只发生在小灯L或电阻R处。
①电路中出现的故障可能是: ;
②为了确定故障,现用一个完好的电阻R0替换电阻R。请根据以上信息,写出小灯发光情况、替换前后电压表示数的变化情况及相对应的故障。
【答案】 电阻R断路或灯泡L短路 见解析
【详解】①[1]由电路图可知R和L串联,电压表测量的是R两端的电压。闭合开关,如果电阻R断路,电压表与电源的两端相连,电压表测量电源电压为U0;如果电阻R短路,电压表示数为0;如果L断路,电压表不能接到电源两端,示数为0;如果L短路,电压表与电源的两端相连,电压表测量电源电压,为U0,所以电路中出现的故障可能是R断路或灯泡L短路。
②[2]用一个完好的电阻R0替换电阻R,若灯泡L发光,电压表示数变小,则电阻R断路;若灯泡L不发光,电压表示数不变仍为U0,则L短路。
16.(2022·上海金山·二模)在图所示的电路中,电源电压为U0且保持不变,电阻R1、R2的阻值均为R0。
①闭合开关S,电流表A的示数将 ,电压表V示数将 (均选填“变小”、“不变”或“变大”);
②一段时间后,发现电路中有一个电表的示数变小,已知电路中存在一处断路故障,且只发生在电阻R1、R2上。现通过断开开关S判断故障。请根据相关信息写出开关S断开后两电表的示数及相应的故障 。
【答案】 变大 不变 电流表示数为,电压表示数为U0,R1断路;电流表示数为0,电压表示数为U0,R2断路
【分析】由电路图可得,电路为R1、R2并联,电流表测量干路电流,电压表测量电源和各支路电压。
【详解】[1]开关闭合前,只有R1接入电路,开关闭合后,电路为R1、R2并联,电流表测量干路电流,故电流表示数变大。
[2]电压表始终测量电源电压,故示数不变。
[3]当R1、R2其中一个电阻断路时,电压表仍测量电源电压,故电压表的示数不变,那么示数减小的只能是电流表;此时断开开关S,若电流表示数为不变,则证明R1断路;断开开关S,若电流表示数为0,则证明断路的是R2。
【题型5 电流有示数而电压表无示数的故障(含题型4)】
17.(2024·上海·模拟预测)在图所示电路中,电源电压为U0保持不变,电阻R1、R2阻值均为R0,闭合开关电路正常工作。过了一会,电压表V的示数减小。已知电路中只有一处故障,且发生在电阻R1或R2处。
①电路中存在的故障是: ;
②若只将电阻R1、R2在电路中的位置互换,然后在电阻R1与开关之间串联一个电流表,写出两电表的示数及对应的故障 。
【答案】 电阻R1断路或电阻R2短路 见解析
【详解】①[1]由图知两电阻串联,电压表测量电阻R2两端的电压;如果电阻R1短路,电阻R2两端的电压增大,电压表示数增大,不符合题意;如果电阻R1断路,电压表与电源的两端不相连,电压表没有示数,电压表示数减小,符合题意;如果R2断路时,电压表与电源的两端相连,测量电源两端的电压,电压表有示数,且电压表示数增大,不符合题意;如果电阻R2短路,与电压表并联的电阻为零,电压表的示数为零,即电压表示数减小,符合题意,综合分析故障为:电阻R1断路或电阻R2短路。
②[2]只将电阻R1、R2在电路中的位置互换,即电压表并联在电阻R1的两端;如果电压表有示数,而电流表有示数,则电路正常,没有故障;如果电压表有示数,而电流表无示数,则R1断路;如果电压表无示数,而电流表有示数,则R2短路;如果电压表无示数,而电流表无示数,则R2断路。
18.(2023·上海静安·二模)在图所示的电路中,电源电压为,电阻、的阻值均为。若电路中只有一处出现断路故障,且故障发生在电阻、处。开关S由断开到闭合,观察到至少有一个电表的示数发生变化。请写出开关S闭合后,电压表V与电流表A的示数及相对应的故障 。
【答案】见解析
【详解】由图知,断开开关,只有电阻R1、电源串联在一起;电流表和电压表示数为0;闭合开关,两只电阻并联,电流表测量R2电流,电压表测量R1两端电压。
闭合开关S,至少有一个电表指针发生偏转,所以不可能是电压表示数和电流表示数均为0的情况,即不会是R1短路;
①开关闭合后,若电压表示数U0,电流表示数为0,这表明该电路是断路,则故障应该是R2断路。
②开关闭合后,若电压表示数U0,若此时电流表有示数,为,则表明电路出现了断路现象,因此故障是R1断路。
19.(2022·上海浦东新·一模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。由于电阻R或灯L可能出现了故障,闭合电键S,两电表只有一个有示数。
①发生故障时,小灯L 发光(选填“可能”或“不可能”);
②在原故障电路中,将一个检查小灯L'并在R两端,请根据检测小灯L'的发光情况及电流表的变化情况说明故障的位置及类型: 。
【答案】 不可能 见解析
【详解】(1)[1]电阻R断路时,两电表都没示数,电阻R短路时,两电表都有示数,不符合题意;小灯L断路时电流表无示数,电压表有示数,灯不亮,小灯L短路时,电流表有示数,电压表无示数,灯不亮,所以该电路发生故障时,小灯L不可能发光 。
(2)[2]由上面的分析可知,该电路是小灯L发生故障,在原故障电路中,将一个检查小灯L'并在R两端,若小灯L'不发光,电流表仍无示数,则小灯断路;若小灯L'发光,电流表示数变大,小灯L短路。
20.(2024·上海崇明·二模)在图所示的电路中,已知电源电压为U且保持不变,两电阻阻值均为R0。当开关S由断开到闭合后,两个电表中只有一个电表的示数发生了变化,且电路中只有电阻R1或R2发生了故障。请根据相关信息写出两电表的示数及对应的故障: 。
【答案】电压表V示数为U,电流表A示数为,则电阻R2短路
【详解】由图知,断开开关,电压表、电阻R2、电源、电流表串联在一起,所以电压表测量的是电源电压;闭合开关,两只电阻串联,电流表测量电路电流,电压表测量R1两端电压。
(1)如果断开开关时,电压表串联接入电路中,电压表测量的是电源电压,电压表示数为U,电流表示数为0;开关闭合后,电压表测量R1两端电压,若电压表示数不变,电流表示数必须变化,则此时电流表示数为,则表明电路出现了短路现象,故障是R2短路。
(2)如果断开开关时电压表示数为零,电流表示数为0,说明该电路是断路的,所以故障是R2断路;但闭合开关电路仍是断路,两表都为0,没有发生变化,不符合题意;而如果R1断路,开关闭合后电压表示数不变,仍然为零,电流表无示数,不符合题意;如果R1短路,则电压表原来有示数,电流表无示数,闭合开关,电压表示数变为0,电流表有示数,两个都变化了,不符合题意。故两电表的示数及对应的故障:电压表V示数为U,电流表A示数为,则电阻R2短路。
21.(2024·上海普陀·二模)图所示为可调光台灯内部简化电路,其中电源电压为U0且保持不变。
(1)闭合开关S,无论怎么移动滑片P,灯L始终不发光。若电路中仅有一处故障,且只发生在滑动变阻器R或灯L上。请判断该电路中存在的故障可能是 ;
A.R断路 B.R短路 C.L断路 D.L短路
(2)为进一步判断故障情况,小李在电路中MN之间接入一个电压表。你认为小李的方案是否可行。若不可行,请说明理由;若可行,请写出对开关S的操作、电压表示数及对应的故障 。
【答案】 ACD 见解析
【详解】(1)[1]A.由图知,灯泡与R串联接入电路中,若R断路则电路断路,小灯泡不发光,故A符合题意;
B.由图知,灯泡与R串联接入电路中,若R短路,则电路为灯泡的简单电路,此时小灯泡会发光,故B不符合题意;
C.由图知,灯泡与R串联接入电路中,若灯泡L断路 ,则电路断路,小灯泡不发光,故C符合题意;
D.由图知,灯泡与R串联接入电路中,若灯泡L被短路 ,小灯泡不发光,故D符合题意。
故选ACD。
(2)[2]由题意知,在MN间接入电压表,即在灯泡两端并联一个电压表,闭合开关后,若电压表有示数,说明电压表与电源之间是接通的,故障是R短路或L断路;若电压表无示数,说明R断路或L短路,所以无法判定故障,所以该方案不能判断故障情况。
【题型6 两电表均无示数的电路故障(含题型4、5)】
22.(2023九年级·上海·专题练习)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,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前后电流表和电压表示数的变化情况及对应的故障。 。
【答案】电压表示数不变,电流表示数变大:R1短路;电流表示数变大,电压表示数变小:R2短路
【详解】电路中只有一处故障,且发生在电阻R1或R2上,可分四种情况(电阻R1断路、电阻R2断路、电阻R1短路、电阻R2短路)分析,由题知,闭合开关S,至少有一个电表发生变化,电路中只有一处故障,且发生在电阻R1或R2上,电路故障要么是断路、要么是短路。
若电阻R1断路,开关S闭合前后,电路断路,电压表、电压表都无示数,不符合题意;
若电阻R2断路,开关S闭合前后,电压表始终串联在电路中测电源电压,其示数不变;电流表几乎无示数,示数不变,不符合题意;
若电阻R1短路,开关S闭合前,电压表串联在电路中测量电源电压,电流表几乎无示数;开关S闭合后,电压表测量R2两端的电压,即电源电压,电流表测量通过R2的电流;所以电压表示数不变,电流表示数变大,符合题意;
若电阻R2短路,开关S闭合前,电压表串联在电路中测电源电压,电压表有示数,电流表几乎无示数;闭合开关S后,电压表被短路而无示数,电流表测量通过R2的电流;所以电压表示数变小,电流表示数变大,符合题意。
因此故障可能为:电压表示数不变,电流表示数变大:R1短路;电流表示数变大,电压表示数变小:R2短路。
23.(20-21九年级上·上海·期中)如图所示的电路中,电源电压为U,闭合电键S,发现两电表指针的位置均不变,已知故障只发生在电阻R1或R2上,请根据相关信息写出电压表的示数及相应的故障。
① ;② ;
【答案】 0;R1断路或R1、R2均断路或R1断路、R2短路 U;R2断路、R1短路
【详解】闭合开关前,因电压表、电流表、R1串联在电路中,因电压表内阻很大,故电流表一定无示数,闭合开关后,两电表指针的位置均不变,即电流表仍然无示数,说明电路为断路:①若闭合开关前,电压表无示数,即电压表示数为0,说明电压表与电源的两极不相连,则故障为R1断路或R1、R2均断路或R1断路、R2短路。闭合开关后,电压表指针的位置不变,即电压表仍然无示数,也说明是R1断路或R1、R2均断路或R1断路、R2短路。②若闭合开关前电压表有示数,说明电压表通过R1与电源的两极连通,此时电压表的示数为电源电压U;闭合开关后,电压表指针有示数且位置不变,即电压表仍然测电源电压,则故障可能是R2断路、R1短路。
24.(2021·上海青浦·一模)在如图所示的电路中,电源电压为U。闭合开关S,灯L发光。一段时间后,电灯熄灭。若已知电路中只发生一处故障,且只发生在灯L或电阻R上。根据信息回答下列问题
①电路中可能发生的故障是 。
②若电流表的指针指在零刻度上,请写出电压表的示数及对应的故障。
【答案】 灯L短路或灯L开路,亦或电阻R开路 电压表的示数为0,则电阻R开路;若电压表示数为U,则灯L开路
【详解】[1]闭合开关S,灯L发光。一段时间后,电灯熄灭,说明灯L没有电流通过,则可能是灯L自身短路了或者灯L开路,亦或电阻R开路导致没有电流通过,从而熄灭
[2]电流表的指针指在零刻度上,说明电路中没有电流通过,故障类型为开路。若电压表的示数为0,则电阻R开路;若电压表示数为U,则灯L开路。
25.(2018·上海崇明·二模)在图所示的电路中,电源电压U保持不变.闭合电键S,发现电路中存在断路故障且只可能发生在灯泡L1、L2上.
(1)若将灯泡L1与闭合的电键S位置互换,则互换前后电流表A的示数 ,电压表V的示数 .(均选填“一定不变”、“可能不变”或“一定改变”)
(2)若电流表A与电压表V位置互换后,如只有一个电表有示数,则故障是 ;如两个电表均无示数,则故障是 .
【答案】 一定不变 可能不变 L1(断路) L2(断路)或灯泡 L1、L2同时断路
【详解】(1)[1][2]若L1断路,L1与S位置未换前,电路不通,电流表为0、电压表示数电源电压;交换之后电流表没有示数,电压表测量导线的电压,示数为0,故电流表示数不变.电压表示数变化;
若L2 断路,则L1与S位置未换前,电流表示数为0,电压表示数为0,交换位置之后电流表示数仍为0,电压表示数0,电流表和电压表示数都不变;
若灯泡 L1、L2 上同时断路,L1与S位置未换前,电流表和电压表示数都为零,L1与S位置未互换后,电流表和电压表示数仍都等于零,即电流表和电压表示数都不变.
综合考虑 电流表示数一定不变,电压表示数可能不变;
(2)[3]电路的故障为断路,故电流表 A 与电压表 V位置互换前,电流表没有示数,电压表可能有示数也可能没有示数,电流表 A 与电压表 V 位置互换后,如只有一个电表有示数,肯定是电压表有示数,即电压表通过电流表、灯泡L2与电源相连,则故障为灯泡L1断路;
[4]如两个电表均无示数,即电压表通过电流表、灯泡L2与电源不相连,则故障为灯泡L2断路或灯泡 L1、L2同时断路.
26.(16-17九年级上·上海·阶段练习)在图所示的电路中,电源电压保持不变。电路中出现了故障,且只发生在电阻R1、R2上(不同时发生故障)。电键S闭合后,①若R2短路,则电压表 示数,电流表 示数;(选填“有”或“无”) ②若观察到两个电表均无示数,则故障可能是 。
【答案】 无 有 R1断路
【详解】由图可知,两个电阻串联,电键S闭合后,电压表测量R2的电压。
①[1][2]若R2短路,整个电路有电流,电压表被短路而无示数,电流表有示数。
②[3]若观察到两个电表均无示数,则整个电路无电流,说明电路中出现断路问题,又故障只发生在电阻R1、R2上,如果R2断路,电流表无示数,电压表有示数,因此故障可能是R1断路。
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