内容正文:
物理中考培优训练100题
专题03 电路故障分析
1.(2024上海中考真题)如图所示的电路中,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
2.(2023上海中考真题)在如图所示的电路中,电源电压为U0,电阻R1阻值为R0,R2的阻值为2R0。闭合开关S,发现电流表的示数有变化。已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。请写出开关S闭合后电流表和电压表的示数及其对应的故障。
3.(2022年上海中考题)如图所示电路中,由于接线柱接触不良导致电路发生了断路故障。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上。现通过接入一个电表来判断故障。
① 应选择如下方案_______________;
A.将一个电流表串联在Q点
B.将一个电压表并联在Q、M点之间
C.将一个电压表并联在M、N两点之间
② 请写出选择方案后,闭合开关S后的操作、电表的示数变化情况及其对应的故障:_____。
4. (2021年上海中考题)在图所示的电路中,闭合开关S后,至少有一个电表发生变化,已知电路中只有一处故障,且发生在电阻 R1或R2上。请写出两电表的变化情况及其对应的故障______。
图4
R1
R2
V
S
A
5. (2020年上海中考题)在如图所示的电路中,电源电压为U0保持不变,电阻R1、R2的阻值均为R0,闭合开关S,只有两个电表的指针发生偏转。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上,请根据以上信息,写出闭合开关S后电压表V1和电流表A的示数及相对应的故障。______
R1
R2
S
图7
V2
V1
A
6. (2024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R1或R2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R1位置互换;
B:将电流表A与电阻R2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: 。
7. (2024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: 。
8. (2024奉贤二模)如图所示的电路中,电源电压为U0且保持不变,定值电阻R1的阻值为R0,R2的阻值为2R0,闭合开关S,电路正常工作。过了一会儿,一个电表示数变小。若故障只有一处,且只发生在R1或R2上,现用一完好的定值电阻R3替换电流表来检测故障,R3的阻值为R0。请根据相关信息写出替换后再次闭合开关S,电压表的示数及相应的故障: 。
9. (2024虹口二模)如图所示,电源电压保持不变。将滑动变阻器R2接入电路的A、B两点后,闭合开关S,发现电压表指针偏转,移动R2的滑片,电压表指针位置不变。已知电路中仅有一处出现问题(故障或连线错误),且只发生在R1、R2上。现通过接入一个电表来判断问题所在。
(1)应选择方案 ;
A.在电路中串联一个电流表
B.在R1两端并联一个电压表
C.在电源两端并联一个电压表
(2)按照选择的方案,闭合开关S,写出必要的操作、问题所在及判断的依据: 。
10. (2024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。
11. (2024嘉定二模)在图所示的电路中,电源电压为U0保持不变,电阻 R1、R2的阻值分别为R0、2R0。闭合开关S,电路正常工作,一段时间后,观察到电压表示数变大。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。为进一步判断具体故障,小嘉设计了两种方案:①将电阻R1和R2的位置互换;②用完好的电阻R3(阻值为2R0)替换R1。
(1)其中可行的方案是 (填序号),不可行方案的理由是 ;
(2)请写出按可行方案操作,闭合开关后电压表的示数及对应的故障。
12. (2024金山二模)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,可通过断开开关S,并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。请写出检测时电压表示数及相对应的故障。
13.(2024静安二模)在图所示的电路中,电源电压为U0,电阻R1、R2的阻值相等均为R0。现电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上。开关S由断开到闭合,电压表的示数发生变化。为进一步判断故障,将一个电流表正确串联在电路中,请写出闭合开关S后,电压表、电流表的示数及对应的故障。
14.(2024闵行二模)在图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,电压表指针位置不发生变化。电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上。现用一个完好的电阻R3替换R1,替换前后电压表示数发生了变化。
(1)电路中存在的故障可能是 ;
(2)请写出替换前后电压表示数的变化情况及对应的故障。
15.(2024浦东新区二模)小华设计了两个可以用来检测单个电阻是否发生短路或断路故障的电路,如图(a)(b)所示,电源电压为3伏且保持不变,电阻R0阻值为10欧。设想将待检测电阻R接入AB或CD两点之间,闭合开关,根据观察到的现象,确定具体情况。小红经过思考,认为检测电路(a)可以达到小华的设计目的。小红为小华写了一份反馈说明,请将其补充完整:
(1)检测电路(a):将待检测电阻R接入AB两点之间,闭合开关后,若观察到:电流表示数为 安,则R短路;电流表示数 ,则R断路;电流表示数 ,则R完好;
(2)你认为检测电路(b)是否可以达到小华的设计目的,写出你的反馈: 。
16.(2024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 。
17.(2024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。
18. (2024松江二模)在如图所示电路中,电源电压为 U0保持不变。闭合开关S1和S2,电路正常工作。一段时间后,小灯突然熄灭,电压表示数减小。已知电路中只有一处故障,且只发生在电阻或小灯L上。为确定故障,请写出接下来的操作、操作后电压表示数及其对应的故障: 。(不添加额外器材、不重新连接电路)
19.(2024徐汇二模)在图所示的电路中,电源电压为U且保持不变。闭合开关S前后,电压表V示数始终不变。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。
(1)若电压表V示数始终为0,则故障一定是 ;
(2)若电压表V示数始终为U,为了进一步确定故障,在电路中ab、bc或ac两点间再并联接入一个电压表V1。请写出电压表V1接入的位置,以及闭合开关前后,电压表V1的示数及对应的故障。
20.(2024杨浦二模)为验证“串联电路的总电阻等于各串联电阻之和”的规律,某小组同学设计如图所示的电路进行实验。图中(a)(b)两电路的电源电压均相同且不变,R3的阻值为R1与R2阻值之和。闭合开关S、S',观察到电流表A示数为2I0,电流表A'示数为I0。该小组同学发现两电流表示数与预想不符,猜想电阻R1、R2、R3中的一处可能出现故障,并断开开关S、S'。
(1)为确定故障,该小组同学有以下两个方案。
方案一:选用图(a)电路,将R1替换成R3,并闭合开关S。
方案二:选用图(b)电路,将R3替换成R2,并闭合开关S'。
从电源安全角度出发,可选用方案 。
(2)根据上述选择的方案,写出闭合开关后电流表A(或A'示数)及对应的故障: 。
21.(2024长宁二模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1阻值为10欧,电流表A的示数为0.4安,闭合开关S。求:
(1)R1两端的电压U1。
(2)10秒内电流通过电阻R1所做的功W1。
(3)一段时间后,电流表A的示数突然变大为0.6安,若电路中只有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上,求不同故障所对应的电源电压和电阻R2的阻值。
22. (2024宝山一模)如图所示电路,电源电压为U0且保持不变,电阻R1和R2上的阻值均为R0,闭合开关S电路正常工作。一段时间后,发现电压表的示数变大。已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。请写出两电表的示数及相应的故障。
23.(2024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: 。
24.(2024奉贤一模)在图所示的电路中,电源电压为U0保持不变,电阻R1阻值为R0,R2的阻值为2R0。闭合开关S,发现只有一只电表的示数发生变化,已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2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 (写出所有可能的情况)。
25.(2024虹口一模)在如图所示的电路中,电源电压为U0保持不变。闭合开关S,小灯不亮,若电路中仅有一处故障,且只发生在L或R上。小明认为只将电压表并联在L两端即可确定电路中存在的故障。请判断:小明的想法是否正确,说明理由: 。
26.(2024黄浦一模)在图所示的电路中,电源电压为U0保持不变,电阻R1的阻值为R0,R2的阻值为2R0。已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。断开开关S,电压表示数为U0。
①故障可能是 。
②为了确定故障,现在电路中M处正确串联一个电流表。请写出闭合开关S后电流表、电压表的示数及其对应的故障。
27.(2024静安一模)在如图所示的电路中,电源电压为U0且保持不变,电阻R1、R2的阻值均为R0。现电路中只存在一处断路故障,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,则可行的是 (选填“A”、“B”、“C”中的一项)。
A.在A点处串联电流表
B.在AB两点间并联电压表
C.在BC两点间并联电压表
写出接入电表并闭合开关S后,电表示数的情况及对应的故障。 。
28.(2024闵行一模)在图所示的电路中,电阻R1的阻值为R0,闭合开关S,电流表示数为I0。一段时间后,由于电路中某个电阻发生故障,观察到电流表示数变化0.5 I0。已知发生故障前后电源电压保持不变。
S
R1
V
R2
A
图6
①电路中的故障可能是 ;
②请写出发生故障后两电表示数及对应的故障。 。
29.(2024松江一模)在如图所示电路中,电源电压为U0保持不变,电阻R1和R2的阻值均为R0,已知电路中只有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。
①若闭合开关S前后,电流表示数发生变化,说明电路中出现了 故障(选填“断路”或“短路”)。
②若闭合开关S前后,电压表示数发生变化,请写出闭合开关S后,电流表和电压表示数及对应故障。
30.(2024长宁一模)在图所示的电路中,电源电压为U且保持不变,电阻R1、R2的阻值均为R0。闭合开关S和S1,电路正常工作。一段时间后,电流表的示数突然变小但不为零。若电路中仅有一处故障,且只发生在R1、R2上,在没有更多测量仪器且不重新连接电路的情况下,请写出确定故障的具体操作、实施该操作后的电流表示数及对应的故障。
31.(2024浦东新区一模)在图6所示电路中,将定值电阻R1、滑动变阻器R2和电压表以图7中的某种方式连接在M、N两点之间,电源电压保持不变。已知电路中仅有一处故障,且只发生在R1、R2上。小明闭合开关S,通过下列操作,观察到了以下现象:
图7
R2
R1
N
M
V
R2
R1
V
M
N
A. B.
图6
A
M
N
S
操作一:移动R2的滑片,观察到两个电表的示数都不发生变化。
①通过操作一,小明发现无法确定具体故障,因此M、N两点之间各元件的连接方式应是图7中的_______(填写字母)。
他进行了进一步操作,根据观察到的现象,确定了具体故障。
操作二:再断开开关,观察到两个电表中的一个电表示数发生变化。
②请写出发生变化的电表,并写出该电表示数的变化情况及其对应的故障。_____
32.(2024普陀一模)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。一段时间后发现有一只电表的示数变大,已知故障仅出现在电阻R1或R2。若将R1和R2的位置互换,与互换前比较,下列说法正确的是( )
A.若电压表示数不变,R1一定断路
B.若电流表示数变小,R2一定断路
C.若电流表示数不变,R1可能短路
D.若电压表示数变大,R2可能短路
33.(2024徐汇一模)在图 9 所示的电路中,电源电压为 U且保持不变,灯L阻值为R0,电阻R1的阻值为2R0。闭合开关S,灯L不亮,电流表A示数为零。若电路中只有一处故障,且只发生在灯L或电阻R1处。为确定故障,同学们商量了如下方案:
a
b
c
L
R1
A
S
A. 将导线并联在bc两点间
B. 将电压表V并联在ac两点间
C. 将电压表V并联在ab两点间
①可行的方案有 。
②若选择方案 ,按方案接入所选器材后,闭合开关 S,写出灯L 的亮暗情况、电表的示数及其对应的故障: 。
34.(2024杨浦一模)在如图所示的电路中,电源电压为U0 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R1、R2上。
①为进一步确定故障,可在 间并联一个完好的电阻R3。(选填“ab”“bc”或“ac”);
②若R3与R1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 。
35.(2024青浦一模)在图6所示的电路中,电源电压为U0,电阻R1阻值为R0,R2的阻值为2R0。闭合开关S,发现电压表示数始终不变。已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。请写出开关S闭合后电流表和电压表的示数及对应的故障。
图6
A
V
S
R1
R2
36.(2024嘉定一模)在图所示的电路中,电源电压保持不变,R1、R2的阻值均为R0。已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。闭合开关S前后,电压表V示数均为U0。现再提供一个电流表A和一个电压表V1,请选择其中一个电表接入电路进一步确定故障。请写出确定故障的方案,并写出闭合开关S后,所有电表的示数及相对应的故障 。
37.(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: 。
38.(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,电压表指针的位置不变,且灯不亮,请根据相关信息写出电压表的示数及相应的故障 。
39. (2023奉贤二模)如图所示,电源电压为U0,电阻R1、R2的阻值均为R0。闭合开关S前后,电流表示数会发生变化。若电路中仅有一处故障,且只发生在R1、R2上,则电流表示数变化量为 ;现并入一个电压表来判断故障,请写出闭合开关S后电压表并入电路中的位置、电压表的示数及对应的故障 。
40.(2023虹口二模)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,发现电压表示数变小。现电路中是否存在故障未知,仅知若电路存在故障,可能发生在电阻R1、R2上,其他元件仍保持完好。请写出电路所有可能的情况,以及闭合开关S后相对应的电流表和电压表的示数。
41.(2023黄浦二模)在如图所示的电路中,电源电压为U0保持不变,断开开关S,电压表示数为U0。已知电路中仅有一处故障;且只发生在电阻R1或R2上。若用完好的电阻R0替换电阻R1或R2判断故障,则可行的是 。
A.用R0替换R1 B.用R0替换R2
请写出替换后的操作、电表的示数情况及对应的故障。
42.(2023嘉定二模)在图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1、R2的阻值均为R0。闭合开关S,电路正常工作,电压表V1的示数为U0。一段时间后,观察到电压表V1的示数突然变大。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。现在电路中仅添加一个电表来进一步确定故障,甲、乙、丙同学提出三种方案。
甲同学:在MN两点间并联电流表A
乙同学:在NP两点间并联电压表V2
丙同学:在M点串联电流表A
你认为哪位同学的方案可行?_____并写出按此方案闭合开关S后,所有电表的示数及相对应的故障。_______
43.(2023金山二模)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,一段时间后灯L熄灭。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R或灯L上。
①以下判断正确的是 (选填字母)。
A.将电压表并联在ad两点,闭合开关,可判断灯L是否短路;
B.将电压表并联在cd两点,闭合开关,可判断灯L是否断路;
C.将电流表并联在bd两点,断开开关,可判断电阻R是否断路。
②若将电流表串联在电路中,电压表并联在cd两点,请写出闭合开关S后电流表和电压表有无示数及相对应的故障: 。
44. (2023静安二模)在图所示的电路中,电源电压为U0,电阻R1、R2的阻值均为R0。若电路中只有一处出现断路故障,且故障发生在电阻R1、R2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 。
45.(2023闵行二模)在图4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。一段时间后观察到电压表示数变大。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。
R1
R2
V
S
图4
①电路中可能存在的故障是 。
②现用完好的变阻器R0替换电阻R1,闭合开关,移动滑片使变阻器阻值减小。请指出不同故障下,移动滑片时电压表示数的变化情况。
46. (2023浦东新区二模)如图所示,电源电压为U且保持不变。由于接线柱接触不良导致电阻R1、R2中的一个发生了断路故障。为了判断故障,现有以下两种方案可供选择:
R1
R2
A
V
S
P
方案一:闭合开关S后,移动R2滑片,同时观察电流表的示数变化情况,就能找出发生断路的电阻。
方案二:闭合开关S后,不需要移动R2滑片,直接观察电压表的示数,就能找出发生断路的电阻。
(1)你认为方案_________可行(选填“一”、“二”或“一和二”);
(2)根据你选择的方案,写出观察到的现象及其对应的故障:_________。
47.(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。
48.(2023青浦二模)在图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1、R2的阻值均为R0。闭合开关S,电路正常工作。一会儿后,电路发生了故障,电压表的示数由U0变为2U0。若电路中仅有一处故障,且只发生在R1、R2上,根据以上信息,写出电路故障前后,电流表的示数及对应的故障 。
49.(2023松江二模)在图所示电路中,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上,在电路中添加一个电压表来判断故障。
①若将电压表并联在ab两端,观察到电压表示数为零,则故障是___________;
②若将电压表并联在ab两端,观察到电压表示数为U,为了进一步确定故障,以下方案可行的是___________(选填“A”、“B”或“C”);
A.将电压表并联在bc两端,开关处于闭合状态
B.将电压表并联在bc两端,开关处于断开状态
C.将电压表并联在bd两端,开关处于断开状态
写出所选方案下,电压表的示数情况及其对应的故障:___________。
50.(2023徐汇二模)在如图所示的电路中,电源电压为U且不变。
(1)若闭合开关S,向右移动滑动变阻器的滑片P,电压表V的示数 ______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(2)若闭合开关S,电路正常工作,一段时间后,发现电压表的示数变为零,已知电路中仅有一处故障,且只发生在变阻器R1或电阻R2上。电路中的故障可能是______;请写出在现有电路中进一步确定故障的操作方法、电压表示数的变化情况及对应的故障。______
51.(2023杨浦二模)在如图所示的电路中,电源电压不变,电阻R1或R2中的一个出现了断路故障。为进一步确定故障,可将________与电阻R1位置互换(选填“R2”或“开关”)。请写出互换后的操作及进一步判断故障的方法:________。
A
R1
S
R2
52.(2023长宁二模)在图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,发现电压表V的示数为零,已知电阻R1、R2中仅有一个出现了故障。以下方案中,能准确判断故障的方案是 ;
方案A:将另一个电压表V1并联在电阻R2的两端;
方案B:将一个电流表A串联在电路中;
根据所选方案,写出闭合开关后接入电表的示数情况及对应的故障 。
53. (2023宝山一模)在图示电路中, 电源电压U0保持不变。闭合开关S,发现只有一个电表的示数发生变化。已知电路中仅有一处故障,且只发生在灯L或电阻R上。根据以上信息,写出闭合开关S后,小灯L的发光情况、电压表V的示数及相对应的故障。
54.(2023崇明一模)在图3所示的电路中,电源电压为U0保持不变,R1、R2的阻值完全相同都为R0,闭合开关S,两电表都有示数。一段时间后发现,其中一个电表的示数变为零。若电路中只有一处故障且故障只发生在R1、R2上,请写出相应的两个电表示数及对应的故障。
55. (2023奉贤一模)如图所示的电路中存在一处断路故障,且只发生在电阻R1、R2上。
(1)在干路串联一个电流表,闭合开关后,移动滑片P,若 说明电阻R2断路;
(2)请说明在电路中接入电压表能否判断故障: 。
56. (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。 。
57. (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。
58. (2023嘉定一模)在图所示的电路中,电源电压为U保持不变,电阻R1、R2的阻值均为R0。闭合开关S,电路正常工作。一段时间后,观察到电流表的示数突然变大。电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。若在电路中添加一个电表判断故障,以下可行的是 。
A.在M点串联电压表
B.在NP两点间并联电流表
C.在NP两点间并联电压表
请写出接入电表并闭合开关S后,所有电表的示数情况及对应的故障 。
59. (2023金山一模)在如图所示的电路中,闭合开关S,发现灯L不发光。已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R、灯L上。现通过接入一个电压表来判断故障。
①将电压表接入到 两点之间,且开关S断开,观察电压表示数是否为零,可判断故障灯L是否 (选填“短路”或“断路”)。
②若已排除上述故障,为判断具体故障,将电压表接入AB两点之间。请写出开关闭合前后,电压表的示数变化情况及其对应的故障:
60. (2023静安一模)在如图所示的电路中,电源电压为U0,电阻R1、R2的阻值均为R0。现电路中只存在一处故障,且故障只发生在电阻R1或R2上。
(1)开关S断开时,电压表V的示数可能为 ;
(2)开关S由断开到闭合,电流表A的示数不变,请写出开关S闭合后,电流表A与电压表V的示数及相对应的故障 。
61. (2023闵行一模)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1、R2、R3为规格相同的三个电阻,其中一个存在短路故障。
①闭合开关S,电源 发生短路(选填“可能”或“不可能”);
②为了检测出具体故障所在,将电阻R1和R3的位置互换。请写出互换前后电流表示数的变化情况及对应的故障 。
62. (2023普陀一模)在图所示的电路中,闭合开关S,灯L不亮,若电路中仅有一处故障,且只发生在灯L、电阻R上。
①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为进一步检测故障所在,小李认为:在图的电路中将一个电压表正确并联在灯L两端,闭合开关S,通过观察电压表示数情况,可以确定故障所在。你认为小李的方案是否可行,说出理由 。
63.(2023青浦一模)在图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,观察到只有一个电表的指针发生偏转。已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。请写出闭合开关后的操作、电表示数变化情况及其对应的故障。 。
64.(2023松江一模)如图所示电路中,电源电压保持不变,电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上。现在电路中串联一个电流表来判断故障。
(1)若闭合开关后,观察到电流表示数为零,说明电路中出现了 故障;
(2)若闭合开关后,观察到电流表示数不为零,为进一步确定故障,请写出接下来的操作、电流表示数变化情况及其对应的故障: (不添加额外器材、不重新连接电路)。
65.(2023徐汇一模)在图9所示电路中,电源电压为U且保持不变,电阻R1和小灯L的阻值均为R。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,且只发生在电阻R1或灯L处。为确定故障,同学们商量了如下方案:
A.将电压表V1、V2分别并联在ab、bc两点间
B.在a处串联电流表,同时将电压表并联在bc两点间
C.在c处串联电流表,同时将电压表并联在ab两点间
①你觉得可行的方案是 ;
②选择一种可行的方案,写出闭合开关后,电表的示数及其对应的故障: 。
66.(2023杨浦一模)在图所示的电路中,电源电压为U,开关S闭合后,灯L1、L2均正常发光。一段时间后,两灯均熄灭。若电路中仅有一处故障,且只发生在灯L1、L2上。在电路中接入一个电表判断故障位置,以下方法可行的是 (选填“A”“B”“C”中的一项)。
A.在M点串联电流表
B.在M、N两点间并联电压表
C.在M、Q两点间并联电压表
根据选择的方法,写出闭合开关S后电表示数及其对应的故障: 。
67.(2023长宁一模)如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,电压表V1的示数为2U0,电压表V2的示数为U0,电流表A的示数为I0,电路正常工作。一段时间后,观察到三个电表中仅有一个电表的示数变大。若电路仅有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上。请根据相关信息写出电压表V1和电流表A的示数及对应的故障。
68.(2022宝山区二模)在图3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3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。_____________
图3
R2
R1
V
S
69.(2022崇明区二模)在图4所示的电路中,电源电压为U且不变.闭合电键 S,电路正常工作.过了一会儿,灯L熄灭,电路发生了故障,且故障只能发生在灯L或电阻R上.
① 如果两个电表中只有一个电表的示数变大,那么故障是 ,此时电压表的示数为 .
② 如果两个电表中的示数均变大,那么故障是 ,此时电压表的示数为 .
L
A
R
V S
图 4
70.(2022奉贤区二模) 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 。
71.(2022虹口区二模) 在图1所示的电路中,电源电压保持不变。已知电路中有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上。若闭合开关S,电压表的示数发生变化,则 甲
乙
丙
图2 图3
(a) (b)
R1
R2
A1
S
V1
R1
R2
A2
S
V2
图1 图2
图1
R1
R2
S
V
A.R1断路 B.R1短路 C.R2断路 D.R2短路
72. (2022黄浦区二模)在图6所示的电路中,电源电压为U保持不变。闭合开关S,电路正常工作。一段时间后,灯熄灭。已知电路中仅有一处故障,且只发生在灯L或电阻R上。
图6
C
R
S
L
B
A
①电路故障可能是 。
②现将电压表并联接入A、B、C中某两点间,通过观察闭合开关前后电压表的示数,可以确定故障。请写出电压表接入点、闭合开关前后电压表示数及对应的故障。
73.(2022嘉定区二模) 在图4所示的电路中,电源电压保持不变,电阻 R1、R2 的阻值相等。开关S闭合后,电压表示数为U0,电流表示数为I0,电路正常工作。一段时间后,观察到两电表中有一个电表示数变小。若电路中仅有一处故障,且只发生在R1或R2上,请根据以上信息,写出两电表的示数及相对应的故障。
图 4
74.(2022金山区二模)在图7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。
R2
A
S
R1
V
图7
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。 (18)
75.(2022静安区二模)在图2所示的电路中,电源电压为U0,电阻R1、R2的阻值相等均为R0。已知电路中已有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上。开关S从断开到闭合,观察到电压表V的指针所在位置不变。
图2
R1
R2
S
V
A
请写出开关S闭合后,电流表A的示数及相应的故障情况。_____
76.(2022闵行区二模)如图所示,电源电压为U且保持不变,闭合开关S后,电路正常工作。一段时间后,电路中只有一处发生断路故障且只发生在电阻R1或R2处。现将一电压表并联接在a、b、c三点中的两点,尝试根据开关的状态及电压表示数来确定故障。
①将电压表并联在ab两点间,不能确定故障,其理由是 。
②将电压表并联在 两点间,能确定故障,其理由是 。
77.(2022浦东新区二模)如图 5 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 。
78. (2022普陀区二模)等值电阻 R1、R3 组成如图 1(a)所示的电路,闭合开关 S1,电压表V1 示数和电流表A1 示数的比值为 k1;然后取 R3 与等值电阻 R2 组成如图 1(b)所示的电路,闭合开关 S2, 电压表 V2 示数和电流表 A2 示数的比值为 k2,k1 与 k2 相等。若已知电源、电压表和电流表完全相同且完好,三个电阻中只有一个电阻存在故障,则下列判断正确的是
A.电阻R1可能短路 B.电阻R2一定断路
C.电阻R2可能短路 D.电阻R3一定断路
79.(2022青浦区二模)在图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作,一段时间后,电灯L熄灭。已知电路中只有一处故障,且只发生在灯L或电阻R上,则下列判断中错误的是( )
A.如果只有一个电表的示数变大,这个电表一定是电压表。
B.如果只有一个电表的示数变大,一定是电阻R短路。
C.如果电压表、电流表示数均变大,一定是电灯L短路。
D.如果电压表、电流表示数均变小,一定是电灯L断路。
80.(2022松江区二模)如图3所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,电压表V1的示数为U0,电压表V2的示数为2U0,电路正常工作。一段时间后,观察到三个电表中仅有一个电表的示数变大。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻 R1、R2上。请根据相关信息写出此时两电压表的示数及对应的故障。
图3
81.(2022徐汇区二模)在图8所示的电路中,电源电压为U0保持不变。闭合开关S,电路正常工作。一段时间后观察到仅一电表示数变大。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上,请根据以上信息写出电压表V1和电流表A的示数及相对应的故障。
82.(2022杨浦区二模)如图7所示的电路中,电源电压为U0保持不变,开关S闭合前后,两电表中至少有一个示数始终为0,若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上。请根据以上信息写出闭合开关S后电压表与电流表的示数及应的故障。
83.(2022长宁区二模)在图 5 所示的电路中,电源电压为U0保持不变,电阻R1=R2=R0。闭合开关S时,
① 请判断电流表、电压表示数的变化情况。
②一段时间后,突然一只电表的示数变大,另一只电表的示数变小。请根据相关信息写出此时电压表、电流表的示数及对应的故障。
84.(2022宝山一模)在下图的电路中,电源电压为U0且保持不变,电阻R和小灯L的阻值均为R0。闭合开关S,小灯不发光。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R或小灯L上。则:
(1)三个电表中示数一定不为零的电表是 。
(2)若三个电表中只有一个电表的示数为零,请写出各电表的示数及对应的故障。
85.(2022崇明一模)在图所示的电路中,电源电压为 U0 保持不变,闭合开关,电路正常工作。一段时间后,由于该电路中一个电阻出现了故障,使得电压表的示数变大。
①电路中可能存在的故障是 。
②若在电路中增加一个电流表,请写出增加电流表后,两电表示数情况及相应的电路故障。
86.(2022奉贤一模)如图所示,电源电压为U0,电阻R1、R2的阻值均为R0。现电路中存在一处故障,且故障只发生在电阻R1或R2上。
①开关S闭合前后,若两电表的示数均不变,则故障是: ;
②开关S闭合前后,若仅有一个电表示数变化,则故障是: ,该电表示数的变化量为: 。
87.(2022虹口一模)在图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作。一段时间后,观察到电压表V的示数变大。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.若电流表有示数,故障是R1短路
B.若电流表有示数,故障是R2断路
C.若电流表无示数,故障是R1断路
D.若电流表无示数,故障是R2短路
88.(2022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________。
R1
R2
S
A
V
89.(2022嘉定一模)在图所示的电路中,电源电压为U且不变。
(1)闭合开关S后,两电表的指针位置均不变。若电路中仅有一处故障,且只发生在R1或R2上,请根据以上信息,写出两电表的示数及对应的故障;
(2)排除故障后,再闭合开关S,向右移动变阻器的滑片P,电流表示数 ,电压表示数与电流表示数的比值 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
90. (2022金山一模)在图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1、R2的阻值均为R0,开关S断开时,电压表示数U0;闭合开关S,观察到电流表示数变大,已知电路中存在一处故障,且只发生在电阻R1、R2上。根据以上信息写出闭合开关S后电压表和电流表的示数及对应的故障 。
91. (2022静安一模)在图所示的电路中,电源电压为U0,电阻R1、R2的阻值均为R0。现电路中只存在一处故障,且故障只发生在电阻R1、R2上。
(1)开关S闭合时,电流表A的示数可能为 。
(2)开关S由断开到闭合,至少有一个电表的示数发生变化,请写出电压表V与电流表A的示数及相对应的故障。
92.(2022闵行一模)如图所示的电路中,铅笔芯ab两端接入电路中,闭合开关S,小灯泡L不亮,且电压表有示数,若电路中仅有一处故障,且只发生在灯L或铅笔芯上,请判断故障可能是 ;再将导线从a端沿笔芯向左移动时,只有一个电表示数发生变化,示数发生变化的电表是 ,电路故障是 。
93. (2022浦东新区一模)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: 。
94.(2022普陀一模)在图所示的电路中,电源电压为U0且保持不变,灯L和电阻R的阻值均为R0。闭合开关S,灯L不发光,再闭合开关S1,发现两电表示数均不发生变化,若电路中仅有一处故障,且只发生在灯L、电阻R上,请根据以上信息,写出电表的示数及对应的故障 。
95. (2022青浦一模)在图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1、R2的阻值相同。开关S闭合,电压表、电流表的示数分别为U0、I0,电路正常工作。一段时间后,观察到电压表的示数变大。已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。请写出电压表V、电流表A的示数及对应的故障。
96.(2022松江一模)在图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1和R2的阻值相等。开关S闭合后,电路正常工作,电流表的示数为I0,电压表的示数为U0。一段时间后,观察到两电表指针同向偏转。若电路中仅有一处故障,且只发生在R1、R2上,根据以上信息写出两电表的示数及相对应的故障。
97.(2022徐汇一模)在下图所示电路中,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。若电压表并联接入 两点间,闭合开关后,电压表示数为 ,可判断R断路或L短路。
②为进一步确定故障,小汇在bd两点间并联接入电压表,观察闭合开关前后,电压表示数来确定故障。请写出闭合开关前后,电压表的示数及对应的故障。
98.(2022杨浦一模)在图8所示的电路中,电源电压为U0且保持不变。闭合开关S,发现电压表示数始终为U0。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上,请根据以上信息,写出开关S闭合前后电流表示数的变化情况及对应的故障。
R1
S
R2
A
图8
V
99.(2022长宁一模)在图所示的电路中,电源电压为U0保持不变。闭合开关S,电路正常工作。一段时间后观察到仅一电表示数变大。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上,请根据以上信息写出电压表V1和电流表A的示数及相对应的故障。
R1
R2
S
V2
V1
A
100. (2021浦东新区二模)在如图5所示的电路中,电源电压为6伏且保持不变,电阻R1、R2的阻值均为30欧。当开关S闭合后,电流表A的示数为 安。一段时间后,由于R1、R2中的一个出现故障,有一个电表的示数发生了变化,则这个电表是 (选填“V”、“A”或“A1”)表。
A
S
A1
R1
R2
V
请写出两个没有发生变化的电表的示数及对应的故障。
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物理中考培优训练100题
专题03 电路故障分析
1.(2024上海中考真题)如图所示的电路中,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,电流表示数变化,则故障为R1断路;闭合开关后移动滑片,电流表示数不变,则故障为R2断路。AB
【详解】此电路为并联电路,只能发生断路:R1或R2断路。闭合开关后移动滑片,若电流表示数变化,则故障为R1断路;闭合开关后移动滑片,若电流表示数不变,则故障为R2断路。
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。
2.(2023上海中考真题)在如图所示的电路中,电源电压为U0,电阻R1阻值为R0,R2的阻值为2R0。闭合开关S,发现电流表的示数有变化。已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。请写出开关S闭合后电流表和电压表的示数及其对应的故障。
【答案】若电压表示数为U0,电流表示数为U0/2R0,则R1短路;若电压表示数为零,电流表示数为U0/R0,则R2短路。
【详解】由图知,开关断开时,电压表串联在电路中,闭合开关S,发现电流表的示数有变化。已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上,则电路故障为:R1或R2短路。
由图知,开关断开时,电压表串联在电路中,若R1完好或R1短路时,则电压表测电源电压(其示数为U0),因电压表的内阻很大,则电路中几乎没有电流,电流表一定是无示数;已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上,闭合开关S后,电流表的示数有变化。
①若R1断路,则整个电路断路,无论开关S断开还是闭合,电流表示数都为零,其示数不会有变化,故电路故障不是R1断路;
②若R1短路,开关S断开时,电压表串测电源电压,则电压表示数为U0,电流表示数为零;开关S闭合后,电路为R2的简单电路,电压表示数仍然为U0,由欧姆定律可得此时电流表示数为
则电流表的示数有变化,故电路故障可能为R1短路;
③若R2断路,则开关S断开时,电流表示数为零;开关S闭合后,电流表示数仍然为零,其示数不会有变化,故电路故障不是R2断路;
④若R2短路,则开关S断开时,电压表串联在电路中测电源电压,则电压表示数为U0,电流表示数为零;开关S闭合后,电路为R1的简单电路,此时电压表被短路,则电压表示数为零,由欧姆定律可得此时电流表示数为
则电流表的示数有变化,故电路故障可能为R2短路;综上可知,闭合开关S后,若电压表示数为U0,电流表示数为U0/(2R0),则R1短路;若电压表示数为零,电流表示数为U0/R0,则R2短路。
3.(2022年上海中考题)如图所示电路中,由于接线柱接触不良导致电路发生了断路故障。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上。现通过接入一个电表来判断故障。
① 应选择如下方案_______________;
A.将一个电流表串联在Q点
B.将一个电压表并联在Q、M点之间
C.将一个电压表并联在M、N两点之间
② 请写出选择方案后,闭合开关S后的操作、电表的示数变化情况及其对应的故障:_____。
【答案】①A;②闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片P,若电流表的示数不变,则R2断路;若电流表示数变化,则R1断路。
【详解】①A.电路中R1、R2并联,各支路用电器工作互不影响,将电流表串联接入Q点,Q点在干路上,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片P,若电流表的示数不变,则R2断路;若电流表示数变化,则R1断路。故A符合题意;
B.将电压表并联在Q、M 点之间,电压表被电路中的导线短路,开关闭合后电压表始终没有示数,因此无法判定故障位置。故B不符合题意;
C.电路中R1、R2并联,将电压表并联在M、N 两点之间,即电压表测R2两端电压,由并联电路各支路两端电压与电源电压相等可知,开关S闭合后,电压表测电源电压,示数始终不变,因此无法判定故障位置。故C不符合题意。故选A。
②闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片P,若电流表的示数不变,则R2断路;若电流表示数变化,则 R1断路。
4. (2021年上海中考题)在图所示的电路中,闭合开关S后,至少有一个电表发生变化,已知电路中只有一处故障,且发生在电阻 R1或R2上。请写出两电表的变化情况及其对应的故障______。
图4
R1
R2
V
S
A
【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;
【解析】若电路故障为R1断路,则不管开关S断开还是闭合,两表的示数都为零不会改变,所以故障不可能是R1断路;若电路故障为R2断路,则电流表示数为零,电压表通过R1连接在电源两端测电源电压,开关S闭合后电路状态没有发生变化,电压表和电流表示数都不变,所以故障不可能是 R2断路;
若电路故障为R1短路,开关S闭合前电路不通,电路中没有电流,电压表测电源电压,当开关S闭合后,电路接通,电流表示数变大,但电压表仍然测电源电压示数不变,符合题意;若电路故障为R2短路,开关闭合前电路断路,电路中没有电流,电压表通过R1测电源电压,当开关S闭合后,电路接通,电流表示数变大,电压表被短路示数变小为零,符合题意。
5. (2020年上海中考题)在如图所示的电路中,电源电压为U0保持不变,电阻R1、R2的阻值均为R0,闭合开关S,只有两个电表的指针发生偏转。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上,请根据以上信息,写出闭合开关S后电压表V1和电流表A的示数及相对应的故障。______
R1
R2
S
图7
V2
V1
A
【答案】V1表示数为U0, A表示数为U0/R0,R2短路;V1表示数为0, A表示数为U0/R0,R1短路。
【解析】根据电路图可知,两电阻串联,电流表A测电路中的电流,电压表V1测量电阻R1两端的电压,电压表V2测量电阻R2两端的电压;闭合开关S,只有两个电表的指针发生偏转,说明电路是通路,则电路故障为R1或R2短路。
若R1短路,则电压表V1示数为0,电流表A示数为I=U/R2=U0/R0。
若R2短路,则电压表V2示数为0,电流表A示数为I=U/R1=U0/R0。
6. (2024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R1或R2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R1位置互换;
B:将电流表A与电阻R2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 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。(B。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。)
【详解】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R1短路;电压表V示数不变,电流表A示数不变,电阻R2短路。
7. (2024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】电压表示数为U,电流表A示数为U/R0,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。
故障最多有四种情况:R1短路;R1断路;R2短路;R2断路。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,则电路故障只能为:R2短路。
当R2短路时:断开开关,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,示数不变,电流表示数必须变化,则此时电流表示数为I=U/R0,所以故障是R2短路。
8. (2024奉贤二模)如图所示的电路中,电源电压为U0且保持不变,定值电阻R1的阻值为R0,R2的阻值为2R0,闭合开关S,电路正常工作。过了一会儿,一个电表示数变小。若故障只有一处,且只发生在R1或R2上,现用一完好的定值电阻R3替换电流表来检测故障,R3的阻值为R0。请根据相关信息写出替换后再次闭合开关S,电压表的示数及相应的故障: 。
【答案】若电压表的示数为2U0/3,则R1断路;若电压表的示数为U0/2,则R2断路.
【详解】这是并联电路,闭合开关S,电路正常工作。过了一会儿,一个电表示数变小。是电路发生了断路:R1或R2断路。
由题意可得,电阻R1与R2并联,电压表测支路电压,电流表测干路电流,由于图及并联电路规律可得,电压表所测电压大小等于电源电压,所以电压表示数不会变小,只能是电流表示数变小。
当用R3替换电流表后,若R1断路,则R3与与R2串联,因为R3=R0,R2=2R0,则此时两个电阻的电压之比为U3:U2=R0:2R0=1:2,因为U3+U2=U0,则U2=2U0/3;
当用R3替换电流表后,若R2断路,则R3与与R1串联,因为R3=R0,R1=R0,则此时两个电阻的电压之比为U3:U2=R0R0=1:1,因为U3+U2=U0,则U2=U0/2.
9. (2024虹口二模)如图所示,电源电压保持不变。将滑动变阻器R2接入电路的A、B两点后,闭合开关S,发现电压表指针偏转,移动R2的滑片,电压表指针位置不变。已知电路中仅有一处出现问题(故障或连线错误),且只发生在R1、R2上。现通过接入一个电表来判断问题所在。
(1)应选择方案 ;
A.在电路中串联一个电流表
B.在R1两端并联一个电压表
C.在电源两端并联一个电压表
(2)按照选择的方案,闭合开关S,写出必要的操作、问题所在及判断的依据: 。
【答案】 (1)A;(2)若电流表无示数,则R2断路;移动变阻器的滑片:若电流表有示数且发生变化,则R1短路;若电流表有示数且不发生变化,则R2接在下面两个接线柱上。
【详解】将滑动变阻器R2接入电路的A、B两点后,闭合开关S,发现电压表指针偏转,是R2与R1串联。移动R2的滑片,电压表指针位置不变。已知电路中仅有一处出现问题(故障或连线错误),且只发生在R1、R2上。则电路故障为:R1短路或R2断路(或连线错误)。
(1)A.在电路中串联一个电流表,可以根据电流表有无示数判定问题所在,故A符合题意;
B.在R1两端并联一个电压表,当R1短路或R2断路时,电压表的示数始终为0,无法根据两个电压表的情况判定问题所在,故B不符合题意;
C.在电源两端并联一个电压表,该电压表测电源电压,始终有示数,无法根据两个电压表的情况判定问题所在,故C不符合题意。
故选A。
(2)在电路中串联一个电流表,闭合开关S,则R1、R2串联,电压表测R2电压,电流表测电路电流。具体分析如下:
若R1短路,则电流表有示数,电压表测电源电压,也有示数,移动变阻器的滑片,电压表示数不变,电流表示数发生变化,符合题意;
若R2断路,电压表串到电路中,测电源电压,有示数,电流表无示数,移动变阻器的滑片,电压表示数不变,符合题意;
若是连线错误,R2接在下面两个接线柱上,移动变阻器的滑片,电流表有示数且不变,符合题意。
综上,在电路中串联一个电流表,闭合开关S后,若电流表有示数且变化,则是R1短路;若电流表无示数,则是R2断路。若电流表有示数且不变,则是R2接在下面两个接线柱上。
10. (2024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】(1)R1;(2)A;如果电压表示数为0,则R1和R2串联,电阻R1短路;如果电压表示数为U0,则R1和R2并联,电阻R1断路;
【详解】(1)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,说明滑动变阻器完好,故障发生在R1上。
(2)根据电流表示数变大,如果并联,则一定是R1断路,如果是串联,则一定是R1短路;
A.电压表并联在R1两端,如果是并联,则电压表示数一定是等于U0,如果是串联,且电阻R1短路,则电压表示数为0,故能区分连接方式,故A符合题意;
B.电压表并联在R2两端;如果是并联,电压表示数一定是等于U0,如果是串联,且电阻R1短路,则电压表示数也是U0,故无法区分,故B不符合题意;
C.电压表并联在电源两端,电压表测量电源电压,电压表示数一定是等于U0,无法区分连接方式,故C不符合题意。
故选A。
11. (2024嘉定二模)在图所示的电路中,电源电压为U0保持不变,电阻 R1、R2的阻值分别为R0、2R0。闭合开关S,电路正常工作,一段时间后,观察到电压表示数变大。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。为进一步判断具体故障,小嘉设计了两种方案:①将电阻R1和R2的位置互换;②用完好的电阻R3(阻值为2R0)替换R1。
(1)其中可行的方案是 (填序号),不可行方案的理由是 ;
(2)请写出按可行方案操作,闭合开关后电压表的示数及对应的故障。
【答案】 ② 见解析 见解析
【详解】(1)分析电路可知,R1、R2串联,电压表测R2电压。闭合开关S,电路正常工作,一段时间后,观察到电压表示数变大,则电压表测电源电压,则可能是R1短路或者R2断路。将电阻R1和R2的位置互换,则均会导致电压表无示数,故方案①不可行,可行的方案是②。
(2)用完好的电阻R3(阻值为2R0)替换R1,如果电压表示数减小,且示数为U0/2,则说明是R1短路;如果电压表示数不变,仍为U0,则说明是R2断路。
12. (2024金山二模)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,可通过断开开关S,并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。请写出检测时电压表示数及相对应的故障。
【答案】(1) L断路;(2)ab,若电压表示数为0,则R断路;若电压表示数为U0,则L短路。
【详解】(1)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)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。
13.(2024静安二模)在图所示的电路中,电源电压为U0,电阻R1、R2的阻值相等均为R0。现电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上。开关S由断开到闭合,电压表的示数发生变化。为进一步判断故障,将一个电流表正确串联在电路中,请写出闭合开关S后,电压表、电流表的示数及对应的故障。
【答案】若电流表示数为U0/R0,电压表示数为U0,电阻R1短路。若电流表示数为0,电压表示数为U0,电阻R2断路。
【详解】在图所示的电路中,电源电压为U0,电阻R1、R2的阻值相等均为R0。电阻R1与R2串联,电压表并联在电阻R2两端,断开关S断开时,电压表的示数为0,开关S由断开到闭合,电压表的示数发生变化,说明开关闭合后电压表有示数。电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上。
①把电流表串联在电路中开关S与电阻R1之间,若电阻R1断路,闭合开关,电流表示数为0,电压表示数为0,电压表的示数没有发生变化,不符合题意;
②把电流表串联在电路中开关S与电阻R1之间,若电阻R1短路,闭合开关,电流表示数为I=U0/R0,电压表示数为UV=U0,电压表的示数发生变化,符合题意;
③把电流表串联在电路中开关S与电阻R1之间,若电阻R2断路,闭合开关,电流表示数为0,电压表示数为UV=U0,电压表的示数发生变化,符合题意;
④把电流表串联在电路中开关S与电阻R1之间,若电阻R2短路,闭合开关,电流表示数为I=U0/R0,电压表示数为0,电压表的示数不发生变化,不符合题意。
14.(2024闵行二模)在图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,电压表指针位置不发生变化。电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上。现用一个完好的电阻R3替换R1,替换前后电压表示数发生了变化。
(1)电路中存在的故障可能是 ;
(2)请写出替换前后电压表示数的变化情况及对应的故障。
【答案】 R1短路或R1断路。若电压表示数变小,故障是R1短路;若电压表示数变大,故障是R1断路。
【详解】(1)电源电压保持不变,闭合开关S,电压表指针位置不发生变化,可能是R1短路、R1断路或R2断路,用一个完好的电阻R3替换R1,替换前后电压表示数发生了变化,可以排除不是R2断路。所以故障可能是R1短路或R1断路。
(2)用完好的R3替换R1,若电压表原来示数为电源电压,此时电压表示数变小,故障是R1短路;若电压表原来没有示数,替换后有了示数,即电压表示数变大,故障是R1断路。
15.(2024浦东新区二模)小华设计了两个可以用来检测单个电阻是否发生短路或断路故障的电路,如图(a)(b)所示,电源电压为3伏且保持不变,电阻R0阻值为10欧。设想将待检测电阻R接入AB或CD两点之间,闭合开关,根据观察到的现象,确定具体情况。小红经过思考,认为检测电路(a)可以达到小华的设计目的。小红为小华写了一份反馈说明,请将其补充完整:
(1)检测电路(a):将待检测电阻R接入AB两点之间,闭合开关后,若观察到:电流表示数为 安,则R短路;电流表示数 ,则R断路;电流表示数 ,则R完好;
(2)你认为检测电路(b)是否可以达到小华的设计目的,写出你的反馈: 。
【答案】 0.3 为0 大于0小于0.3A 见解析
【详解】(1)R短路,则电路中只有电阻R0,则电流为
R断路,整个电路处于断路状态,电流为0。
R完好,电路为通路,电路中有电流通过,电路中总电阻大于R0的阻值,由I=U/R可知,电流小于0.3A,故电流表示数大于0小于0.3A。
(2)我认为检测电路(b)不可以达到小华的设计目的,因为当电阻短路时,干路上又没有用电器,会导致电源短路,电路中电流过大,损坏电流表甚至引起火灾。
16.(2024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(1) ACD;(2)可行。断开开关时,若电压表示数为0,故障是R断路;闭合开关后,若电压表示数为U0,故障是L断路;闭合开关后,若电压表示数为0,故障是L短路。
【详解】(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)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。
断开开关时,若电压表示数为0,故障是R断路;
闭合开关后,若电压表示数为U0,故障是L断路;
闭合开关后,若电压表示数为0,故障是L短路。
17.(2024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】 (1)只有一个电表,R2短路;(2)电压表示数为U0,电流表示数为U0/2R0,电阻R1短路;电压表示数为U0,电流表示数为0,电阻R2断路;
【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)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)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。
18. (2024松江二模)在如图所示电路中,电源电压为 U0保持不变。闭合开关S1和S2,电路正常工作。一段时间后,小灯突然熄灭,电压表示数减小。已知电路中只有一处故障,且只发生在电阻或小灯L上。为确定故障,请写出接下来的操作、操作后电压表示数及其对应的故障: 。(不添加额外器材、不重新连接电路)
【答案】断开开关S2。电压表示数为0,电阻R断路;电压表示数为U0,电灯L短路;
【详解】一段时间后,小灯突然熄灭,电压表示数减小。电路故障为:R断路或电灯L短路。
断开开关S2。当灯L短路时,电压表示数变为U0;
断开开关S2。当R断路时,电压表示数为0。
19.(2024徐汇二模)在图所示的电路中,电源电压为U且保持不变。闭合开关S前后,电压表V示数始终不变。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。
(1)若电压表V示数始终为0,则故障一定是 ;
(2)若电压表V示数始终为U,为了进一步确定故障,在电路中ab、bc或ac两点间再并联接入一个电压表V1。请写出电压表V1接入的位置,以及闭合开关前后,电压表V1的示数及对应的故障。
【答案】 (1)R2断路。(2)bc两点间,闭合开关前后,电压表V1的示数始终为0,则R1断路;电压表V1的示数从U变为0,则R2短路。
【详解】闭合开关S前后,电压表V示数始终不变。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。则电路故障为:R1断路;R2断路或短路。
(1)闭合开关S前后,若电压表V示数始终为0,说明电压表的两端没有与电源相通,则故障一定是R2断路。
(2)闭合开关S前后,电压表V示数始终为U,说明与电压表并联的部分断路,或者与电压表并联之外的地方发生短路,即可能R1断路或者R2短路。
在电路中bc两点间再并联接入一个电压表V1。若开关闭合时,电压表V1无示数,开关断开时,电压表V1示数为U,说明是R2短路;若开关闭合前后,电压表V1均无示数,说明是R1断路;
若将电压表V1并联接入ac两点间,则无论是R1断路或者R2短路,无论是开关闭合或断开,电压表V1均始终测电源电压,示数始终为U,无法确定故障;
若将电压表V1并联接入ab两点间,则无论是R1断路或者R2短路,开关闭合时,电压表V1示数均为U,断开时,均无示数,无法确定故障。
20.(2024杨浦二模)为验证“串联电路的总电阻等于各串联电阻之和”的规律,某小组同学设计如图所示的电路进行实验。图中(a)(b)两电路的电源电压均相同且不变,R3的阻值为R1与R2阻值之和。闭合开关S、S',观察到电流表A示数为2I0,电流表A'示数为I0。该小组同学发现两电流表示数与预想不符,猜想电阻R1、R2、R3中的一处可能出现故障,并断开开关S、S'。
(1)为确定故障,该小组同学有以下两个方案。
方案一:选用图(a)电路,将R1替换成R3,并闭合开关S。
方案二:选用图(b)电路,将R3替换成R2,并闭合开关S'。
从电源安全角度出发,可选用方案 。
(2)根据上述选择的方案,写出闭合开关后电流表A(或A'示数)及对应的故障: 。
【答案】(1)一;(2)当电流表A示数为2I0/3时,则R1短路,当电流表A示数为I0时,则R2短路。
【详解】(1)由题意可知,电流表都有示数,则故障类型为短路。若R3短路,则A'烧坏,无示数,故R3正常。所以故障为R1或R2短路。在方案一中,若将R1替换成R3,则电路中至少R3是正常工作的,电路安全。而在方案二中,若R2短路,将R3替换成R2,并闭合开关S',则图(b)中电源短路,会烧坏电源,故选择方案一。
(2)由题意可知,当电路故障时,观察到电流表A示数为2I0,电流表A'示数为I0,图(b)是正常工作的电路。电源电压相等 I0R3=2I0R12
则此时图(a)中的总电阻为R12=R3/2
即图(a)中正常工作的电阻阻值为R3的一半,而R3的阻值为R1与R2阻值之和,则
R1=R2=R3/2
当选用方案一时,将R1替换成R3,并闭合开关S。若R1短路,则此时电路中电阻为
电路中的电流为
若R2短路,则此时电路中电阻为R5=R3
电路中的电流为
综上所述, 当电流表A示数为2I0/3时,则R1短路,当电流表A示数为I0时,则R2短路。
21.(2024长宁二模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1阻值为10欧,电流表A的示数为0.4安,闭合开关S。求:
(1)R1两端的电压U1。
(2)10秒内电流通过电阻R1所做的功W1。
(3)一段时间后,电流表A的示数突然变大为0.6安,若电路中只有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上,求不同故障所对应的电源电压和电阻R2的阻值。
【答案】(1)4V;(2)16J;(3)见解析
【详解】(1)R1两端电压
(2)10秒内通过R1的电流所做的功
(3)若R2发生短路,此时短路中只有R1接入电路,所以电源电压
由题意得R2两端电压
R2阻值
若R1发生短路,由题意得,短路前U=U1+IR2
短路后U=I' R2
解得U=12V,R2=20Ω
答:(1)R1两端电压为4V;
(2)10秒内通过R1的电流所做的功为16J;
(3)若R2发生短路,则U=6V,R2=5Ω;若R1短路,则U=12V,R2=20Ω。
22. (2024宝山一模)如图所示电路,电源电压为U0且保持不变,电阻R1和R2上的阻值均为R0,闭合开关S电路正常工作。一段时间后,发现电压表的示数变大。已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。请写出两电表的示数及相应的故障。
【答案】若电压表的示数为U0,电流表示数为U0/R0,则R1短路;若电压表的示数为U0,电流表示数为0,则R2断路。
【详解】由图知道,闭合开关,两定值电阻串联,电压表V测量R2两端的电压,已知工作一段时间后,电压表的示数变大,则电压测量的是电源电压,此时的故障可能为R2断路或R1短路。
如果R1短路,则电压表的示数为电源两端电压U0,电流表示数为U0/R0;
如果R2断路,则电压表的示数为电源两端电压U0,电流表示数为0。
23.(2024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】若电压表示数为0,则L断路;若电压表示数为U0,则R断路或L短路。
【详解】闭合开关S,电压表指针所在的位置不变。电路故障有三种情况:L断路或短路;R断路。
若灯泡L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0。
若R断路或L短路,则开关断开时电压表示数等于电源电压U0,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。
24.(2024奉贤一模)在图所示的电路中,电源电压为U0保持不变,电阻R1阻值为R0,R2的阻值为2R0。闭合开关S,发现只有一只电表的示数发生变化,已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2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 (写出所有可能的情况)。
【答案】若电压表示数为0,电流表示数为U0/2R0,则R1短路;若电压表示数为U0,电流表示数为0,则R1断路。
【详解】闭合开关S,发现只有一只电表的示数发生变化,已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。可以判断电路故障为:R1短路或断路。
若R1短路,闭合开关S后,则电压表示数为0,电流表示数为U0/2R0。
25.(2024虹口一模)在如图所示的电路中,电源电压为U0保持不变。闭合开关S,小灯不亮,若电路中仅有一处故障,且只发生在L或R上。小明认为只将电压表并联在L两端即可确定电路中存在的故障。请判断:小明的想法是否正确,说明理由: 。
【答案】不正确。将电压表并联在L两端,若电压表无示数,可能是灯泡短路了,也可能是R断路了。无法判断是灯泡短路还是R断路。
【详解】闭合开关S,小灯不亮,若电路中仅有一处故障,且只发生在L或R上。则电路故障为:小灯L短路或断路;电阻R断路。
只将电压表并联在小灯泡两端,若电压表有示数,说明电压表与电源接通,故障是小灯泡断路;
若电压表无示数,可能是灯泡短路了,也可能是R断路了。因此电压表无示数时,无法判断是灯泡短路还是R断路,故小明的想法不正确。
26.(2024黄浦一模)在图所示的电路中,电源电压为U0保持不变,电阻R1的阻值为R0,R2的阻值为2R0。已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。断开开关S,电压表示数为U0。
①故障可能是 。
②为了确定故障,现在电路中M处正确串联一个电流表。请写出闭合开关S后电流表、电压表的示数及其对应的故障。
【答案】①R1断路;R1短路;R2短路;
②电流表示数为0,电压表示数为U0,则R1断路;电流表示数为U0/2R0,电压表示数为0,则R1短路;电流表示数为U0/R0,电压表示数为U0,则R2短路。
【详解】①已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。断开开关S,电压表示数为U0。则可以判断电路故障为:R1断路;R1短路;R2短路。
②在电路中M处正确串联一个电流表。
若R1断路,当开关S闭合时,电流表示数为0,电压表示数为U0;
若R1短路,当开关S闭合时,电流表示数为U0/2R0,电压表示数为0;
若R2短路,当开关S断开时,电流表示数为U0/R0,电压表示数为U0。
27.(2024静安一模)在如图所示的电路中,电源电压为U0且保持不变,电阻R1、R2的阻值均为R0。现电路中只存在一处断路故障,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,则可行的是 (选填“A”、“B”、“C”中的一项)。
A.在A点处串联电流表
B.在AB两点间并联电压表
C.在BC两点间并联电压表
写出接入电表并闭合开关S后,电表示数的情况及对应的故障。 。
【答案】C。若电压表有示数U0,则R1断路;若电压表示数为0,则R2断路。
【详解】A.在A点处串联电流表,因电阻R1或R2存在断路情况,电路断路,电流始终为0,不能判断故障,故A不符合题意;
B.在AB两点间并联电压表,因电阻R1或R2存在断路情况,电压表不能与电源连通,电压表示数始终为0,不能判断故障,故B不符合题意;
C.在BC两点间并联电压表,电压表与电阻R1并联,闭合开关,若R1断路,电压表测电源电压,示数为,若R2断路,电压表不能跟电源连通,电压表示数为0,故C符合题意。
故选C。
在BC两点间并联电压表,电压表与电阻R1并联,闭合开关,若R1断路,电压表有示数U0;若R2断路,电压表示数为0。
28.(2024闵行一模)在图所示的电路中,电阻R1的阻值为R0,闭合开关S,电流表示数为I0。一段时间后,由于电路中某个电阻发生故障,观察到电流表示数变化0.5 I0。已知发生故障前后电源电压保持不变。
S
R1
V
R2
A
图6
①电路中的故障可能是 ;
②请写出发生故障后两电表示数及对应的故障。 。
【答案】①R1或R2短路;②电流表示数为1.5I0,电压表示数为3I0R0,R1短路;电流表示数为1.5I0,电压表示数为0,R2短路。
【详解】①如图,两电阻串联,电流表示数原来为I0,一段时间后变化0.5I0,如果是断路,则为零,所以是R1或R2短路,电流变为1.5I0。
②若R1短路,电流表示数为1.5I0,根据短路前后电源电压相等,有
I0(R0+R2)=1.5I0R2
解得R2=2R0,故电压表示数为
U2=1.5I0R2=1.5I0×2R0=3I0R0
若R2短路,则电压表示数为0,电流表示数为1.5I0。
29.(2024松江一模)在如图所示电路中,电源电压为U0保持不变,电阻R1和R2的阻值均为R0,已知电路中只有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。
①若闭合开关S前后,电流表示数发生变化,说明电路中出现了 故障(选填“断路”或“短路”)。
②若闭合开关S前后,电压表示数发生变化,请写出闭合开关S后,电流表和电压表示数及对应故障。
【答案】 ①短路;②闭合开关S后,若电压表示数为0,电流表示数为U0/R0时,则R2短路。
【详解】已知电路中只有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。则电路故障最多有四种情况:R1短路、R1断路、R2短路、R2断路。
①若闭合开关S前后,电流表示数发生变化,说明电路中出现了短路。
②若闭合开关S前后,电压表示数发生变化,一定是R2发生短路。
当R2发生短路,闭合开关S后,电压表示数为0,电流表示数为U0/R0。
30.(2024长宁一模)在图所示的电路中,电源电压为U且保持不变,电阻R1、R2的阻值均为R0。闭合开关S和S1,电路正常工作。一段时间后,电流表的示数突然变小但不为零。若电路中仅有一处故障,且只发生在R1、R2上,在没有更多测量仪器且不重新连接电路的情况下,请写出确定故障的具体操作、实施该操作后的电流表示数及对应的故障。
【答案】断开开关S1,若电流表的示数为0,则R2断路;若电流表的示数为U/R0,则R1断路。
【详解】如图,电阻R1、R2并联,开关S1在R1支路上。电路正常工作一段时间后,电流表的示数突然变小但不为零,根据并联电路电流特点可知是R1或R2断路。
若是R1断路,再断开开关S1,则电路中只有R2,则根据欧姆定律,电流表示数为I=U/R0;若是断路,再断开开关S1,则整个电路断路,电路中没有用电器,则电流表示数为0。
所以确定故障的具体操作、实施该操作后的电流表示数及对应的故障为:断开开关S1,若电流表的示数为0,则R2断路;若电流表的示数为U/R0,则R1断路。
31.(2024浦东新区一模)在图6所示电路中,将定值电阻R1、滑动变阻器R2和电压表以图7中的某种方式连接在M、N两点之间,电源电压保持不变。已知电路中仅有一处故障,且只发生在R1、R2上。小明闭合开关S,通过下列操作,观察到了以下现象:
图7
R2
R1
N
M
V
R2
R1
V
M
N
A. B.
图6
A
M
N
S
操作一:移动R2的滑片,观察到两个电表的示数都不发生变化。
①通过操作一,小明发现无法确定具体故障,因此M、N两点之间各元件的连接方式应是图7中的_______(填写字母)。
他进行了进一步操作,根据观察到的现象,确定了具体故障。
操作二:再断开开关,观察到两个电表中的一个电表示数发生变化。
②请写出发生变化的电表,并写出该电表示数的变化情况及其对应的故障。_____
【答案】B,观察到电压表示数变小,R1断路。
【详解】(1)如连接方式是A,当R1或R2短路时,电路短路,电流表会烧坏,不符合题意;
当R1断路时,电压表测滑动变阻器电压等于电源电压,电流表测滑动变阻器电流,移动滑片,电流表示数会发生变化,不符合题意;
当R2断路时,电压表测电源电压,电流表测电路电流,均有示数,不符合题意;
(2)如连接方式是B,当R1短路时,电压表示数为0,电流表测滑动变阻器电流,移动滑片,示数发生变化,不符合题意;
当R1断路时,电压表串联在电路中,电压表测电源电压,电流表示数为0,移动滑片,示数几乎不变,符合题意;
当R2断路时,电压表和电流表均无示数,移动滑片,示数不变,不符合题意;
当R2短路时,电压表测电源电压,电流表测电路中电流,均有示数,不符合题意;
故电路图为B。
断开开关,电表示数变为0,由题意只有一个电表示数变化,即示数变小;故闭合开关时只有一个电表有示数,则故障为R1断路。
32.(2024普陀一模)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。一段时间后发现有一只电表的示数变大,已知故障仅出现在电阻R1或R2。若将R1和R2的位置互换,与互换前比较,下列说法正确的是( )
A.若电压表示数不变,R1一定断路
B.若电流表示数变小,R2一定断路
C.若电流表示数不变,R1可能短路
D.若电压表示数变大,R2可能短路
【答案】C
【详解】闭合开关S,电路正常工作。一段时间后发现有一只电表的示数变大,已知故障仅出现在电阻R1或R2。则可以判断电路故障为R1短路或断路。
由电路图知道,两个电阻串联接入电路中,电流表测量电路中的电流,电压表测量R1两端的电压;
若R1断路,互换前,电压表测量电源电压,电流表示数为0;互换后,电流表、电压表示数都变为0,所以电压表示数变小,电流表示数不变;
若R1短路,互换前,电流表有示数,电压表示数为0;互换后,电压表测量电源电压,电压表示数变大,电流表示数不变;
综上所述,C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
33.(2024徐汇一模)在图 9 所示的电路中,电源电压为 U且保持不变,灯L阻值为R0,电阻R1的阻值为2R0。闭合开关S,灯L不亮,电流表A示数为零。若电路中只有一处故障,且只发生在灯L或电阻R1处。为确定故障,同学们商量了如下方案:
a
b
c
L
R1
A
S
A. 将导线并联在bc两点间
B. 将电压表V并联在ac两点间
C. 将电压表V并联在ab两点间
①可行的方案有 。
②若选择方案 ,按方案接入所选器材后,闭合开关 S,写出灯L 的亮暗情况、电表的示数及其对应的故障: 。
【答案】①AC; ②方案A:灯L不亮,电流表示数为0,则L断路。灯L发光,电流表示数为 U/R0,则R1断路。(或方案C:灯L不亮,电流表示数为0,电压表示数为U,则L断路。灯L不亮,电流表示数为0,电压表示数为0,则R1断路)
【详解】由图知道,该电路为串联电路;电路正常工作,一段时间后,灯L熄灭,电流表示数为0,可能是灯泡断路,也可能是电阻断路;
A.将导线并联在bc两点间,如果灯泡发光,电流表有示数,说明电阻R断路,如果灯泡不发光,电流表示数为0,说明L断路,故此分析可行。
B.将电压表V并联在ac两点间,电压表测量电源电压,始终有示数,无法确定故障;
C.将电压表V并联在ab两点间,如果电压表有示数,电流表示数为0,则灯泡断路,如果电压表和电流表示数都为0,则R断路。
可行的方案有AC。
方案A:如果灯泡发光,电流表有示数,说明电阻R断路,如果灯泡不发光,电流表示数为0,说明L断路;
或方案C:如果灯泡不发光,电压表有示数,电流表示数为0,则灯泡断路,如果灯泡不发光,电压表和电流表示数都为0,则R断路。
34.(2024杨浦一模)在如图所示的电路中,电源电压为U0 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R1、R2上。
①为进一步确定故障,可在 间并联一个完好的电阻R3。(选填“ab”“bc”或“ac”);
②若R3与R1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】①bc。②若电压表V1示数仍为0,电压表V2示数为U0,则R1短路;若电压表V1和V2示数相同,都为U0/2,则R2断路。
【详解】闭合开关S,观察到电压表V1指针未发生偏转。则电路故障为:R1短路或R2断路。
①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U0/2(等于电源电压的一半),则说明R2断路。
35.(2024青浦一模)在图6所示的电路中,电源电压为U0,电阻R1阻值为R0,R2的阻值为2R0。闭合开关S,发现电压表示数始终不变。已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。请写出开关S闭合后电流表和电压表的示数及对应的故障。
图6
A
V
S
R1
R2
【答案】电压表示数为0,电流表示数为0,R1断路;电压表示数为U0,电流表示数为0,R2断路;
电压表示数为U0,电流表示数为U0/2R0,R1短路。
【详解】根据电路图可知,电阻R1和R2串联,电压表测量R2两端的电压,电流表测量电路中的电流,如果电压表示数为0,电流表示数为0,则电路故障是R1断路;如果电压表示数为U0,电流表示数为0,则电路故障是R2断路;如果电压表示数为U0,电流表示数为U0/2R0,则电路故障是R1短路。
36.(2024嘉定一模)在图所示的电路中,电源电压保持不变,R1、R2的阻值均为R0。已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。闭合开关S前后,电压表V示数均为U0。现再提供一个电流表A和一个电压表V1,请选择其中一个电表接入电路进一步确定故障。请写出确定故障的方案,并写出闭合开关S后,所有电表的示数及相对应的故障 。
【答案】将电流表A串联接入电路中,闭合开关,电流表示数为U0/R0,电压表示数为U0,则R1短路;电压表示数为U0,电流表示数为0,则R2断路。
【详解】开关S闭合前后,电压表V示数均为U0,则故障可能是R1短路或者R2断路。
若选用电压表V1,当把电压表V1并联在R1两端时,无论R1短路还是R2断路,电压表V1读数都为0,无法判断。所以应该选用电流表A。
将电流表A与R1和R2串联接入电路中,闭合开关后,当R1发生了短路时,电流表示数为U0/R0,电压表示数为U0;
当R2断路时,闭合开关后,电流表示数为0,电压表示数为U0。
37.(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: 。
【答案】① C;②电流表指针不偏转,电阻R断路。电流表指针偏转,灯L短路。
【详解】①根据电路图可知,R与L串联接入电路中;灯泡不发光,这说明灯泡短路或断路、R断路;
电压表并联在电阻R两端,如果灯泡短路,电压表示数等于电源电压;如果电阻R断路,电压表示数也等于电源电压;则无法判断具体故障;如果电压表示数为0,说明灯泡断路,可以确定故障,而电压表不可能出现大于或小于U0的情况,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
②继续在电路中再串联一只电流表,根据电流表指针不偏转,电阻R断路,电流表指针偏转,灯L短路。
38.(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,电压表指针的位置不变,且灯不亮,请根据相关信息写出电压表的示数及相应的故障 。
【答案】电压表示数为6伏,灯短路或电阻断路;电压表示数为0伏,灯断路。
【详解】电键S闭合前后,电压表指针的位置不变,且灯不亮,电路故障为:灯短路或灯断路;电阻断路。
①若闭合开关前,电压表有示数,说明电压表通过L与电源的两极连通,此时电压表的示数为电源电压6V;闭合开关后,电压表指针的位置不变,即电压表仍然测电源电压,则故障可能是L短路了(L不分压),也可能是R断路(此时电压表串联在电路中测电源电压)。
②若闭合开关前,电压表无示数,说明电压表与电源的两极不相连,则故障为灯L断路;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L断路。
综上所述:若电压表的示数为6V,说明R断路或L短路;若电压表的示数为0,说明L断路。
39. (2023奉贤二模)如图所示,电源电压为U0,电阻R1、R2的阻值均为R0。闭合开关S前后,电流表示数会发生变化。若电路中仅有一处故障,且只发生在R1、R2上,则电流表示数变化量为 ;现并入一个电压表来判断故障,请写出闭合开关S后电压表并入电路中的位置、电压表的示数及对应的故障 。
【答案】U0/R0;答案一:V表并接在R1两端:若V表为0,则R1短路;若V表为U0,则R2短路。答案二:V表并接在R2两端:若V表为0,则R2短路;若V表为U0,则R1短路。
【详解】开关S断开时,电流表示数为0,若R2(或R1)断路,开关闭合后,电路中没有电流,电流表示数不变;若R2(或R1)短路,开关闭合后,电路中有电流,电流表示数为
若电压表并接在R1两端:若电压表为0,则R1短路;若电压表为U0,则R2短路。若电压表并接在R2两端:若电压表为0,则R2短路;若电压表为U0,则R1短路。
40.(2023虹口二模)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,发现电压表示数变小。现电路中是否存在故障未知,仅知若电路存在故障,可能发生在电阻R1、R2上,其他元件仍保持完好。请写出电路所有可能的情况,以及闭合开关S后相对应的电流表和电压表的示数。
【答案】R2短路,电压表示数为0,电流表示数为U0/R0;电路中没有故障,电压表示数为U0/2,电流表示数为U0/2R0
【详解】如图所示,闭合开关S,电阻R1和R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测R2两端的电压。闭合开关S,发现电压表示数变小。表明断开开关S时,电压表有示数。电路若出现故障,则为R2短路;
当R2短路,闭合开关S后,此时,电压表示数为0,电流表示数为
若电路中没有故障,电压表示数为U0/2,电流表示数为U0/2R0。
41.(2023黄浦二模)在如图所示的电路中,电源电压为U0保持不变,断开开关S,电压表示数为U0。已知电路中仅有一处故障;且只发生在电阻R1或R2上。若用完好的电阻R0替换电阻R1或R2判断故障,则可行的是 。
A.用R0替换R1 B.用R0替换R2
请写出替换后的操作、电表的示数情况及对应的故障。
【答案】①A;②闭合开关后,若电压表示数为U0,则电阻R2断路;若电压表示数大于0,小于U0,则电阻R1短路;若电压表示数为0,则电阻R2短路。
【详解】断开开关S,电压表示数为U0。已知电路中仅有一处故障,则电路故障为:R1短路;R2断路或短路。
用R0替换R2后,闭合开关,不管是R2断路或者R2短路,电压表的示数均小于U0,无法区分,所以应用R0替换R1。故选A。
用R0替换R1,闭合开关,若电压表的示数为零,则故障是R2短路;若电压表的示数为U0,则故障是R2断路;若电压表的示数小于U0,则故障是R1短路。
42.(2023嘉定二模)在图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1、R2的阻值均为R0。闭合开关S,电路正常工作,电压表V1的示数为U0。一段时间后,观察到电压表V1的示数突然变大。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。现在电路中仅添加一个电表来进一步确定故障,甲、乙、丙同学提出三种方案。
甲同学:在MN两点间并联电流表A
乙同学:在NP两点间并联电压表V2
丙同学:在M点串联电流表A
你认为哪位同学的方案可行?_____并写出按此方案闭合开关S后,所有电表的示数及相对应的故障。_______
【答案】丙同学的方案可行;电压表V1示数为2U0,电流表示数为0,则R1断路;电压表V1示数为2U0,电流表示数为2U0/R0,则R2短路。
【详解】(1)由图可知,闭合开关,两定值电阻串联,电压表V1测量R1两端的电压,U1=U0,则电源电压为2U0。
(2)已知工作一段时间后,电压表的示数变大,则电压表测量的是电源电压,此时的故障可能为R1断路或R2短路。
(3)甲同学:在MN两点间并联电流表A,若R2短路,会造成电流表直接接在电源上造成短路,所以该方案不行。
乙同学:在NP两点间并联电压表V2,R1断路或R2短路都会使V2的示数为0,所以该方案不行。
故可行的方案是丙同学:在M点串联电流表A。
在M点串联电流表A后,若电压表V1示数为2U0,电流表示数为0,则R1断路;
在M点串联电流表A后,若电压表V1示数为2U0,电流表示数为2U0/R0,则R2短路。
43.(2023金山二模)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,一段时间后灯L熄灭。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R或灯L上。
①以下判断正确的是 (选填字母)。
A.将电压表并联在ad两点,闭合开关,可判断灯L是否短路;
B.将电压表并联在cd两点,闭合开关,可判断灯L是否断路;
C.将电流表并联在bd两点,断开开关,可判断电阻R是否断路。
②若将电流表串联在电路中,电压表并联在cd两点,请写出闭合开关S后电流表和电压表有无示数及相对应的故障: 。
【答案】①C;②若电流表有示数,电压表无示数,则灯L短路;若电压表、电流表均无示数,则R或灯L断路。
【详解】①一段时间后灯L熄灭,电路故障有三种情况:灯L短路或断路;R断路。
A.将电压表并联在ad两点,则电压表测电源电压,示数不变,不能判断灯是否短路,A错误;
B.将电压表并联在cd两点,闭合开关,则电压表实际上是并联在开关上,相当于并联在一段导线上,若灯L断路,整个电路断路,电压表示数为0;若灯没有断路,电压表示数也是0,故不能判断灯L是否断路,故B错误;
C.将电流表并联在bd两点,断开开关,则灯L未接入电路。若R断路,则整个电路断路,电流表示数为0,若R未断路,则电流表有示数,因此可判断电阻R是否断路,故C正确。故选C。
②若将电流表串联在电路中,电压表并联在cd两点,闭合开关S后。
若灯L短路,则电流表有示数,电压表无示数;若R或灯L断路,则电压表、电流表均无示数。
44. (2023静安二模)在图所示的电路中,电源电压为U0,电阻R1、R2的阻值均为R0。若电路中只有一处出现断路故障,且故障发生在电阻R1、R2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】电压表示数为U0,电流表示数为U0/R0,则R1断路。电压表示数U0,电流表示数为0,则是R2断路。
【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U0/R0,则表明电路出现了断路现象,因此故障是R1断路。
45.(2023闵行二模)在图4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。一段时间后观察到电压表示数变大。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。
R1
R2
V
S
图4
①电路中可能存在的故障是 (16) 。
②现用完好的变阻器R0替换电阻R1,闭合开关,移动滑片使变阻器阻值减小。请指出不同故障下,移动滑片时电压表示数的变化情况。 (17)
【答案】R1短路或R2断路; R1短路时,电压表示数变大;R2断路时,电压表示数不变。
【详解】(1)由图知道,两电阻串联,电压表测量电阻R2两端的电压。根据题意知道,工作一段时间后,电压表的示数变大,则电压表测量的是电源电压,此时的故障可能为R1短路或R2断路。
(2)现用完好的变阻器R0替换电阻R1,闭合开关,移动滑片使变阻器阻值减小。若原来故障为R1短路,则替换之后R0与R2串联。移动滑片使变阻器阻值减小,电路总电阻减小,由欧姆定律知道,电路电流增大,由U=IR可知,则R2两端电压增大,即电压表示数变大;若原来故障为R2断路,则替换之后,电压表与R0串联,此时电压表测电源电压,移动滑片使变阻器阻值减小过程中,不影响电压表示数,电压表示数不变。
46. (2023浦东新区二模)如图所示,电源电压为U且保持不变。由于接线柱接触不良导致电阻R1、R2中的一个发生了断路故障。为了判断故障,现有以下两种方案可供选择:
R1
R2
A
V
S
P
方案一:闭合开关S后,移动R2滑片,同时观察电流表的示数变化情况,就能找出发生断路的电阻。
方案二:闭合开关S后,不需要移动R2滑片,直接观察电压表的示数,就能找出发生断路的电阻。
(1)你认为方案_________可行(选填“一”、“二”或“一和二”);
(2)根据你选择的方案,写出观察到的现象及其对应的故障:_________。
【答案】(1) 二;(2)观察到电压表示数为0,则R2断路;若观察到电压表示数为U,则R1断路。
【详解】(1)选择方案一,如果电阻R1断路,电压表和电流表及变阻器串联在电路中,电压表内阻很大,通过电路中的电流很小,电流表的示数为零,如果R2断路,电路断路,电流表的示数为零,这种方案不可行,方案二可行,如果电阻R1断路,电压表串联在电路中,电压表有示数,如果电阻R2断路,电路断路,电压表没有示数。
(2)选择方案二,观察到电压表无示数,说明R2断路,观察到电压表有示数,说明R1断路。
47.(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。
【答案】B;闭合开关S,电压表示数为0,检测小灯不发光,R1断路;电压表示数为U0,检测小灯发光,R1短路;电压表示数大于0,小于U0,检测小灯发光,R2断路。
【详解】闭合开关S,电压表示数不变,电路故障有三种情况:R1断路;R1短路;R2断路。
A.在MN两点间并联一个检测小灯L,闭合开关后,若小灯发光,则R1出现故障,不能具体判断是断路还是短路,所以不行。
B.在NQ两点间并联一个检测小灯L,根据电压表的示数可以判断故障位置。故B符合题意,A不符合题意。故选B。
闭合开关S,电压表示数为0,检测小灯不发光,R1断路;电压表示数为U0,检测小灯发光,R1短路;电压表示数大于0,小于U0,检测小灯发光,R2断路。
48.(2023青浦二模)在图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1、R2的阻值均为R0。闭合开关S,电路正常工作。一会儿后,电路发生了故障,电压表的示数由U0变为2U0。若电路中仅有一处故障,且只发生在R1、R2上,根据以上信息,写出电路故障前后,电流表的示数及对应的故障 。
【答案】电流表示数由U0/R0变为0时,电阻R2断路;电流表示数由U0/R0变为2U0/R0时,电阻R1短路
【详解】由题意,电阻R1、R2的阻值均为R0,并且串联在电路中,一会儿后,电路发生了故障,电压表的示数由U0变为2U0,电路故障为:R1短路或R2断路;则电源电压为
正常工作时,电流表的示数为U0/R0。
当电阻R2断路时,电压表串联在电路中,电流大小为0;
当电阻R1短路时
即电流表示数由U0/R0变为0时,电阻R2断路;电流表示数由U0/R0变为2U0/R0时,电阻R1短路。
49.(2023松江二模)在图所示电路中,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上,在电路中添加一个电压表来判断故障。
①若将电压表并联在ab两端,观察到电压表示数为零,则故障是___________;
②若将电压表并联在ab两端,观察到电压表示数为U,为了进一步确定故障,以下方案可行的是___________(选填“A”、“B”或“C”);
A.将电压表并联在bc两端,开关处于闭合状态
B.将电压表并联在bc两端,开关处于断开状态
C.将电压表并联在bd两端,开关处于断开状态
写出所选方案下,电压表的示数情况及其对应的故障:___________。
【答案】①L断路;② C;电压表示数为0,电阻R断路;电压表示数为U,灯泡L短路。
【详解】一段时间后,灯突然熄灭。电路故障为:L断路或短路;R断路。
①若将电压表并联在ab两端,观察到电压表示数为零,则是灯泡断路。
②将电压表并联在ab两端,观察到电压表示数为U,则电压表测量电源电压,即电压表与电源串联,则可能是灯泡短路或定值电阻断路;
A. 将电压表并联在bc两端,开关处于闭合状态,如果电压表示数为0,则可能是灯泡短路或R断路,无法判断;
B. 将电压表并联在bc两端,开关处于断开状态,电压表示数始终为0,无法判断;
C. 断开开关,将电压表并联在bd两端,如果电压表示数为U,则是灯泡短路;如果电压表无示数,则是R断路,故C符合题意,AB不符合题意。故选C。
50.(2023徐汇二模)在如图所示的电路中,电源电压为U且不变。
(1)若闭合开关S,向右移动滑动变阻器的滑片P,电压表V的示数 ______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(2)若闭合开关S,电路正常工作,一段时间后,发现电压表的示数变为零,已知电路中仅有一处故障,且只发生在变阻器R1或电阻R2上。电路中的故障可能是______;请写出在现有电路中进一步确定故障的操作方法、电压表示数的变化情况及对应的故障。______
【答案】(1)变大;(2)R1短路或R2断路;断开开关S,若电压表示数由0变为U,则R1短路;若电压表示数始终为0,则R2断路。
【详解】(1)由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1的电压,当滑片向右移动时,R1的阻值变大,总电阻变大,总电流变小,R2两端的电压变小,R1两端的电压变大,即电压表的示数变大。
(2)一段时间后,电压表的示数变为零,则电路出现断路,或者电压表测量的用电器出现短路,故电路中的故障可能是R2断路或者R1短路。
断开开关S,此时电压表与R2串联,若电压表示数由0变为U,则R1短路;若电压表示数始终为0,则R2断路。
51.(2023杨浦二模)在如图所示的电路中,电源电压不变,电阻R1或R2中的一个出现了断路故障。为进一步确定故障,可将________与电阻R1位置互换(选填“R2”或“开关”)。请写出互换后的操作及进一步判断故障的方法:________。
A
R1
S
R2
【答案】开关S;开关S从断开到闭合(闭合开关S),若电流表示数不变(为0),则R1断路;若电流表示数变大(大于0),则R2断路。
【详解】由图知两电阻并联,电流表测量干路电流,开关S在干路上。若R2与电阻R1位置互换,实际上电路结构没有变,开关S闭合前后,电流表的示数都不变。
所以为进一步确定故障,可将开关S与电阻R1位置互换。
若闭合开关S,此时若电流表示数不变(为0),则R1断路;若电流表示数变大(大于0),则R2断路。
52.(2023长宁二模)在图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,发现电压表V的示数为零,已知电阻R1、R2中仅有一个出现了故障。以下方案中,能准确判断故障的方案是 ;
方案A:将另一个电压表V1并联在电阻R2的两端;
方案B:将一个电流表A串联在电路中;
根据所选方案,写出闭合开关后接入电表的示数情况及对应的故障 。
【答案】 B;电流表无示数,则是R2断路;电流表有示数,则是R1短路。
【详解】闭合开关S,发现电压表V的示数为零,则电路故障为:R1短路;R2断路。
方案A:将另一个电压表V1并联在电阻R2的两端,如果电压表V1有示数,可能电阻R1短路,电压表测量电源电压,也可能R2断路,电压表串联在电路中,电压表的示数等于电源电压,该方案不能判断故障。
方案B:将一个电流表A串联在电路中,如果电流表有示数,则故障是R1短路,若电流表无示数,则故障是R2断路,该方案能判断故障。
53. (2023宝山一模)在图示电路中, 电源电压U0保持不变。闭合开关S,发现只有一个电表的示数发生变化。已知电路中仅有一处故障,且只发生在灯L或电阻R上。根据以上信息,写出闭合开关S后,小灯L的发光情况、电压表V的示数及相对应的故障。
【答案】小灯L发光,电压表V的示数为0,电阻R短路;小灯L不发光,电压表V的示数为U0,电阻R断路。
【详解】闭合开关S,发现只有一个电表的示数发生变化。已知电路中仅有一处故障,且只发生在灯L或电阻R上。则可以判断,一定是电阻R发生断路或短路。
如图,灯泡L和电阻定值电阻R串联,电流表测量电路的电流,电压表测量定值电阻R两端电压。若小灯L发光,电压表V的示数为0,则电阻R短路;若小灯L不发光,电压表V的示数为U0,电阻R断路。
54.(2023崇明一模)在图3所示的电路中,电源电压为U0保持不变,R1、R2的阻值完全相同都为R0,闭合开关S,两电表都有示数。一段时间后发现,其中一个电表的示数变为零。若电路中只有一处故障且故障只发生在R1、R2上,请写出相应的两个电表示数及对应的故障。
【答案】电压表的示数为0,电流表的示数为U0/R0,R1短路;电流表的示数为0,电压表的示数为U0,R1断路。
【详解】一段时间后发现,其中一个电表的示数变为零。若电路中只有一处故障且故障只发生在R1、R2上,则是电阻R1发生断路或短路。
若R1断路,电压表测电源的电压,所以电压表示数为U0,电流表示数为0;若R1短路,因为电压表测R1的电压,所以电压表的表示数为0,此时电流表的示数为U0/R0。
55. (2023奉贤一模)如图所示的电路中存在一处断路故障,且只发生在电阻R1、R2上。
(1)在干路串联一个电流表,闭合开关后,移动滑片P,若 说明电阻R2断路;
(2)请说明在电路中接入电压表能否判断故障: 。
【答案】 电流表示数不改变。能,将电压表串联在R1支路,若电压表有示数则R2断路,若电压表无示数则R1断路。将电压表串联在R2支路,若电压表有示数则R1断路;若电压表无示数则R2断路。
(答出其中一种即可)
【详解】该电路为并联电路,电路故障只能是发生断路,即R1或R2断路。
(1)在干路串联一个电流表,闭合开关,如果R2断路,则电流表测流过R1的电流,此时移动R2的滑片,电流变示数不改变;如果R1断路,电流表测流过R2的电流,移动滑片,电流表的示数会发生改变。
(2)将电压表串联在R1支路,若电压表有示数则R2断路,若电压表无示数则R1断路。将电压表串联在R2支路,若电压表有示数则R1断路;若电压表无示数则R2断路。
56. (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。 。
【答案】若电流表示数为0,电压表示数为U0,则R2断路;若电流表示数为U0/R0,电压表示数为0,则R2短路;若电流表示数为U0/R0,电压表示数为U0,则R1短路。
【详解】由图可知,该电路为串联电路,电压表测量的是R2电压,电流表测量电路中的电流。
开关S断开时,两表都没有示数;闭合开关S,两电表中至少有一个电表示数会发生变化。则电路故障有三种情况:R1短路;R2断路或短路。
(1)若R2断路,开关闭合后,电流表示数为0,电压表测量的是电源电压,示数为U0,有一个电表示数会发生变化,故(1)符合题意;
(2)若R2短路,开关闭合后,电路中有电流,电流表示数为I=U0/R0,此时电压表测量的是电流表两端的电压,示数为0;有一个电表示数会发生变化,故(2)符合题意;
(3)若R1断路,开关闭合后,电路中无电流,电流表示数为0,电压表示数为0;电流表和电压表示数都不变,故(3)不符合题意;
(4)若R1短路,开关闭合后,电路是通路,电路中有电流,电流表示数为I=U0/R0,电压表测量的是电源电压,示数为U0;两表示数都发生变化,故(4)符合题意。
因此闭合开关S后电流表和电压表的示数及对应的故障:开关闭合后,电流表示数为0,电压表示数为U0,对应的故障为R2断路;开关闭合后,电流表示数为U0/R0,电压表示数为0,对应的故障为R2短路;开关闭合后,电流表示数为U0/R0,电压表示数为U0,对应的故障为 R1短路。
57. (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。
【答案】①A方案不可行,B方案可行;②在MN两点间并联电压表,开关S断开时,电压表示数都为电源电压;开关S闭合时,电压表示数均为0,因此不能判断。
在N点处串联电流表,开关S闭合,若电流表示数不为0,则电阻R1断路;若电流表示数为0,则电阻R2断路,因此可以判断。
【详解】电路中仅有一处断路故障,有两种情况:R1断路或R2断路。
在MN两点间并联电压表,开关S断开时,此时无论R1断路还是R2断路,电压表示数都为电源电压;开关S闭合时,电压表示数均为0,因此不能判断。
在N点处串联电流表,开关S闭合,若电流表示数不为0,则电阻R1断路;若电流表示数为0,则电阻R2断路,因此可以判断。
58. (2023嘉定一模)在图所示的电路中,电源电压为U保持不变,电阻R1、R2的阻值均为R0。闭合开关S,电路正常工作。一段时间后,观察到电流表的示数突然变大。电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。若在电路中添加一个电表判断故障,以下可行的是 。
A.在M点串联电压表
B.在NP两点间并联电流表
C.在NP两点间并联电压表
请写出接入电表并闭合开关S后,所有电表的示数情况及对应的故障 。
【答案】 C。电压表示数为U,电流表示数为U/R0,R1短路;电压表示数为0,电流表示数为U/R0,R2短路。
【详解】由图知,两电阻串联,电流表测电路中的电流:根据题意可知, 闭合开关S,电路正常工作。经过一段时间,电流表的示数突然变大,且故障只发生在电阻R1、R2上。是电流表示数变大, 这说明电路是通路;电源电压不变,电流变大,根据欧姆定律可知,总电阻减小,所以电路出现了短路故障。为进一步确定故障,可将电压表并联R2的两端,若电压表有示数且为U,这说明 R1短路,电流表的示数为U/R0;若电压表示数为0,这说明R2短路,电流表的示数为U/R0。
综上所述,只能在NP两点间并联电压表,故选C。
59. (2023金山一模)在如图所示的电路中,闭合开关S,发现灯L不发光。已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R、灯L上。现通过接入一个电压表来判断故障。
①将电压表接入到 两点之间,且开关S断开,观察电压表示数是否为零,可判断故障灯L是否 (选填“短路”或“断路”)。
②若已排除上述故障,为判断具体故障,将电压表接入AB两点之间。请写出开关闭合前后,电压表的示数变化情况及其对应的故障:
【答案】BC,短路;电压表的示数不变,则L断路。电压表的示数变大,则R断路。
【详解】闭合开关S,发现灯L不发光。已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R、灯L上。则故障最多有三种情况:灯L短路或断路;R断路。
①若用电压表判断小灯部分是断路,可将电压表接在B、C两点上,开关断开,若电压表有示数,则表示小灯是短路的。
②若小灯无故障,则故障为R断路。将电压表接入AB两点之间。开关闭合前,电压表的负接线柱没有与电源负极相连,此时电压表是示数为0。将开关闭合后,电压表示数变大,约等于电源电压。
③若小灯断路。将电压表接入AB两点之间,开关闭合前后,电压表示数不变都为0。
60. (2023静安一模)在如图所示的电路中,电源电压为U0,电阻R1、R2的阻值均为R0。现电路中只存在一处故障,且故障只发生在电阻R1或R2上。
(1)开关S断开时,电压表V的示数可能为 ;
(2)开关S由断开到闭合,电流表A的示数不变,请写出开关S闭合后,电流表A与电压表V的示数及相对应的故障 。
【答案】(1) 0或U0。(2)电流表A的示数为0,电压表的示数为U0,电阻R2断路。电流表A的示数为U0/R0,电压表的示数为U0,电阻R1短路。
【详解】现电路中只存在一处故障,且故障只发生在电阻R1或R2上。共有四种情况:R1短路、R1断路、R2短路、R2断路;
(1)当开关S断开时,电路为电阻R1、R2的串联电路,电压表测量R2两端的电压。若R1短路时,电压表测量电源两端的电压,示数为U0;若R1断路时,此时电压表示数为0;若R2短路时,电压表测量被短路部分的电压,示数为0;若R2断路时,电压表、电流表与R1串联接在电源两端,电压表测电源电压,所以电压表示数为U0;综上所述,开关断开时,电压表的示数可能为0或U0。
(2)开关S由断开到闭合,电路由R1、R2串联变为R2独自工作,电流表A的示数不变。
若电流表示数始终为0,则说明电路出现断路现象,则R2断路,此时电压表串联在电路中,示数为电源电压U0;若电流表始终有示数,且保持不变,说明电路电阻不变,则R1短路,电路为R2的简单电路,电压表的示数为电源电压U0,根据欧姆定律,电路中的电流即电流表的示数为U0/R0。
61. (2023闵行一模)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1、R2、R3为规格相同的三个电阻,其中一个存在短路故障。
①闭合开关S,电源 发生短路(选填“可能”或“不可能”);
②为了检测出具体故障所在,将电阻R1和R3的位置互换。请写出互换前后电流表示数的变化情况及对应的故障 。
【答案】不可能。电流表示数变大,则R1短路;电流表示数不变,则R2短路;电流表示数变小,则R3短路。
【详解】①由电路图可知,该电路为电阻R1、R2的并联,然后再与R3串联的电路。由题知,只有其中一个电阻存在短路故障。若R1短路,则R2也被短路,此时电路只有R3,不会发生电源短路;若R2短路,则R1也被短路,此时电路只有R3,不会发生电源短路;若R3短路,此时电路为电阻R1、R2的并联电路,不会发生电源短路;综上,闭合开关S,电源不可能发生短路。
②若R1短路,此时电路只有R3,故电路的阻值为R3;若将电阻R1和R3的位置互换,电路为电阻R3、R2的并联电路,根据并联电路总电阻小于任一分电阻,则电路的总电阻变小,电流变大,即电流表示数变大;
若R2短路,此时电路只有R3,故电路的阻值为R3;若将电阻R1和R3的位置互换,此时电路只有R1,故电路的阻值为R1。因三个电阻规格相同,阻值相同,所以电路的电阻不发生变化,电流表示数不变;
若R3短路,此时电路为电阻R1、R2的并联电路;若将电阻R1和R3的位置互换,此时R2也被短路,此时电路只有R1。根据并联电路总电阻小于任一分电阻,则电路的总阻值变大,电流变小,电流表示数变小。
综上可知,电流表示数变大则R1短路;电流表示数不变则R2短路;电流表示数变小则R3短路。
62. (2023普陀一模)在图所示的电路中,闭合开关S,灯L不亮,若电路中仅有一处故障,且只发生在灯L、电阻R上。
①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为进一步检测故障所在,小李认为:在图的电路中将一个电压表正确并联在灯L两端,闭合开关S,通过观察电压表示数情况,可以确定故障所在。你认为小李的方案是否可行,说出理由 。
【答案】① A、C、D;②不可行。若电压表示数不为零,可以判断故障为L断路;若电压表示数为零,故障可能是灯L短路,或者是电阻R断路,无法进一步区分。
【详解】① A.若R断路,串联电路任意一处断路,电路中无电流,灯L不亮,故A符合题意;
B.若R短路,灯L有电流通过,灯L亮,故B不符合题意;
C.若灯L断路,灯L不亮,故C符合题意;
D.若灯L短路,灯L不亮,R有电流通过,故D符合题意。
故选ACD。
②为进一步检测故障所在,小李认为:在如图的电路中将一个电压表正确并联在灯L两端,闭合开关S,通过观察电压表示数情况,可以确定故障所在。这个方案不可行,理由是:将一个电压表正确并联在灯L两端,若L断路,电压表的两接线柱和电源两极是通路,电压表有示数,若R断路,电压表的两接线柱和电源两极不是通路,电压表示数为零,若L短路,电压表测一段导线两端的电压,电压表的示数为零,故无法确定故障所在。
63.(2023青浦一模)在图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,观察到只有一个电表的指针发生偏转。已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。请写出闭合开关后的操作、电表示数变化情况及其对应的故障。 。
【答案】移动变阻器滑片,若电压表示数不变,电流表示数改变,R1短路;移动变阻器滑片,若电压表示数、电流表示数均不改变,R1断路。
【详解】闭合开关S,观察到只有一个电表的指针发生偏转。已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。则是R1短路或R1断路。
移动变阻器滑片,若电压表示数不变,电流表示数改变,说明电路为通路,R1短路;移动变阻器滑片,若电压表示数、电流表示数均不改变,说明电压表测量电源电压,R1断路。
64.(2023松江一模)如图所示电路中,电源电压保持不变,电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上。现在电路中串联一个电流表来判断故障。
(1)若闭合开关后,观察到电流表示数为零,说明电路中出现了 故障;
(2)若闭合开关后,观察到电流表示数不为零,为进一步确定故障,请写出接下来的操作、电流表示数变化情况及其对应的故障: (不添加额外器材、不重新连接电路)。
【答案】(1)断路;(2)移动滑动变阻器滑片,若电流表示数发生改变,则R1短路,若电流表示数不变,则R2短路.
【详解】(1)电路为串联电路,电路中电流表示数为零,说明电路中没有电流,则电路为断路。
(2)电流表示数不为零说明电路为通路,故障不可能为断路,可以移动滑动变阻器,改变接入电路的电阻大小,从而改变电路中电流的大小,若电流表示数发生改变,则说明滑动变阻器没有问题,则R1短路;若电流表示数不变,则R2短路。
65.(2023徐汇一模)在图9所示电路中,电源电压为U且保持不变,电阻R1和小灯L的阻值均为R。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,且只发生在电阻R1或灯L处。为确定故障,同学们商量了如下方案:
A.将电压表V1、V2分别并联在ab、bc两点间
B.在a处串联电流表,同时将电压表并联在bc两点间
C.在c处串联电流表,同时将电压表并联在ab两点间
①你觉得可行的方案是 ;
②选择一种可行的方案,写出闭合开关后,电表的示数及其对应的故障: 。
【答案】①B、C;②B方案。电流表示数为U/R,电压表示数为0,则L短路;电流表示数为0,电压表示数为0,则R1断路;电流表示数为0,电压表示数为U,则L断路。(同理:方案C,合理即可得分)
【详解】一段时间后,灯突然熄灭。若电路中只有一处故障,则故障有三种情况:L短路或断路;R1断路。
①A.将电压表V1、V2分别并联在ab、bc两点间,若电阻R1断路,电压表V1有示数,电压表V2没有示数;若灯泡断路,电压表V1没有示数,电压表V2有示数;若灯泡短路,电压表V1有示数,电压表V2没有示数。因电阻R1断路和灯泡短路时都是电压表V1有示数,V2没有示数,不能确定故障所在,故A不符合题意;
B.在a处串联电流表,同时将电压表并联在bc两点间,若电阻R1断路,电流表示数为零,电压表没有示数;若小灯泡断路,电流表示数为零,电压表有示数;若灯泡短路,电流表有示数,电压表没有示数,可确定故障所在,故B符合题意;
C.在c处串联电流表,同时将电压表并联在ab两点间,若电阻R1断路,电流表示数为零,电压表有示数;若小灯泡断路,电流表示数为零,电压表没有示数;若灯泡短路,电流表有示数,电压表有示数,可确定故障所在,故C符合题意。
故选BC。
②B方案,若电流表示数为零,电压表示数为零,则电阻R1断路;若电流表示数为零,电压表示数为U,则小灯泡断路;若电流表示数为U/R,电压表没有示数,则小灯泡短路。
66.(2023杨浦一模)在图所示的电路中,电源电压为U,开关S闭合后,灯L1、L2均正常发光。一段时间后,两灯均熄灭。若电路中仅有一处故障,且只发生在灯L1、L2上。在电路中接入一个电表判断故障位置,以下方法可行的是 (选填“A”“B”“C”中的一项)。
A.在M点串联电流表
B.在M、N两点间并联电压表
C.在M、Q两点间并联电压表
根据选择的方法,写出闭合开关S后电表示数及其对应的故障: 。
【答案】 B 若电压表示数为U,则L1断路;若电压表示数为0,则L2断路
【详解】A.由题意知,刚开始灯L1、L2均正常发光,一段时间后,两灯均熄灭,说明电路中出现了断路的情况,而且电流表是串联在电路中使用,若在M点串联电流表,由于电路已经断路,所以电流表不会有示数,即在M点串联电流表无法判断出故障位置,故A不符合题意;
B.若在M、N两点间并联电压表,若电压表示数为U,则L1断路;若电压表示数为0,则L2断路,则可以判断故障位置,故B符合题意;
C.若在M、Q两点间并联电压表,分析电路可知,此时电压表测的电源电压,示数不会发生变化,故无法判断出故障位置,故C不符合题意。
故选B。
在M、N两点间并联电压表后,若电压表示数为U,则L1断路;若电压表示数为0,则L2断路。
67.(2023长宁一模)如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,电压表V1的示数为2U0,电压表V2的示数为U0,电流表A的示数为I0,电路正常工作。一段时间后,观察到三个电表中仅有一个电表的示数变大。若电路仅有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上。请根据相关信息写出电压表V1和电流表A的示数及对应的故障。
【答案】 电压表V1示数为3U0,电流表的示数为零,电压表V2示数为零,则R1断路;电压表V1示数为零,电流表的示数为零,电压表V2示数为3U0,则R2断路
【详解】电路正常工作。一段时间后,观察到三个电表中仅有一个电表的示数变大。若电路仅有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上。则电路故障为:R1断路或R2断路。
闭合开关S后,该电路为电阻R1、R2的串联电路,电流表测该电路的电流,电压表V1测电阻R1两端的电压,示数为2U0,电压表V2测电阻R2两端的电压,示数为U0。则电源电压为3U0
①若电阻R1断路,则电压表V1串联在电路中,测量电源电压,示数为3U0,没有电流经过电压表V2,故电压表V2的示数为零,电流表的示数为零;
②若R2断路,则V2串联在电路中,测量电源电压,示数为3U0,电压表V1示数为零,电流表的示数为零。
故综上所述,若电压表V1示数为3U0,电压表V2示数为零,则R1断路;若电压表V1示数为零,电压表V2示数为3U0,则R2断路。
68.(2022宝山区二模)在图3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3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。_____________
图3
R2
R1
V
S
【答案】用R3替换R1,若电压表V示数为1.5 U0,则R1短路;若电压表V示数为零,则R2断路。
(注意:其它答案正确,也同样赋分。)
【解析】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= 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:
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'= U/2 =1.5 U0
若R2断路,整个电路断路,则电压表示数为零。
69.(2022崇明区二模)在图4所示的电路中,电源电压为U且不变.闭合电键 S,电路正常工作.过了一会儿,灯L熄灭,电路发生了故障,且故障只能发生在灯L或电阻R上.
① 如果两个电表中只有一个电表的示数变大,那么故障是 ,此时电压表的示数为 .
② 如果两个电表中的示数均变大,那么故障是 ,此时电压表的示数为 .
L
A
R
V S
图 4
【答案】①R断路;U。 ②L短路;U。
【解析】灯L熄灭,故障故障只能发生在灯L或电阻R上,可能是灯泡短路,或者灯泡断路,或者电阻R断路。
① 如果两个电表中只有一个电表的示数变大,那么故障是电阻R断路,此时电压表的示数为电源电压,示数为U。
② 如果两个电表中的示数均变大,那么故障是灯泡L短路,只有R工作,此时电压表测量电源电压,示数为U。
70.(2022奉贤区二模) 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】(1)R2断路; 2U0;(2)2I0。
【解析】(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。
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)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(0),说明电压表被短路,即R2短路,此时电路中只有电阻R1,则此时电流表示数为
71.(2022虹口区二模) 在图1所示的电路中,电源电压保持不变。已知电路中有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上。若闭合开关S,电压表的示数发生变化,则 甲
乙
丙
图2 图3
(a) (b)
R1
R2
A1
S
V1
R1
R2
A2
S
V2
图1 图2
图1
R1
R2
S
V
A.R1断路 B.R1短路 C.R2断路 D.R2短路
【答案】B。
【详解】A.若R1断路,开关断开时,电压表串联在电路中,电压表测量电源电压,若开关闭合,电压表的示数不变,故A不符合题意;
B.若R1短路,开关断开时,电压表串联在电路中,电压表测量电源电压,若开关闭合,电压表测量导线,此时电压表的示数变为0,电压表的示数发生变化,故B符合题意;
C.若R2断路,开关断开时,没有电流经过电压表,电压表的示数为零,开关闭合后,还是没有电流经过电压表,电压表的示数为0,故C不符合题意;
D.若R2短路,开关S断开,电压表测量电源电压,当开关S闭合时,只有R1接入电路,电压表测量电源电压,电压表的示数不变,故D不符合题意。
故选B。
72. (2022黄浦区二模)在图6所示的电路中,电源电压为U保持不变。闭合开关S,电路正常工作。一段时间后,灯熄灭。已知电路中仅有一处故障,且只发生在灯L或电阻R上。
图6
C
R
S
L
B
A
①电路故障可能是 (16) 。
②现将电压表并联接入A、B、C中某两点间,通过观察闭合开关前后电压表的示数,可以确定故障。请写出电压表接入点、闭合开关前后电压表示数及对应的故障。 (17)
【答案】①R断路或L断路或L短路;②AC两点间接入一个电压表,闭合开关前后:
若电压表的示数始终为0,则R断路。若电压表的示数始终为U,则L断路。若电压表的示数由U变为0,则L短路。
【详解】由图可知,该电路为串联电路,灯泡和R串联接入电路中;一段时间后,灯突然熄灭,若电路中只有一处故障,可能是电阻R断路或灯泡L短路或灯泡L断路。
AC两点间接入一个电压表,闭合开关前后:
若R断路,电压表的示数始终为0。若L断路,电压表的示数始终为U。若L短路,电压表的示数由U变为0。
73.(2022嘉定区二模) 在图4所示的电路中,电源电压保持不变,电阻 R1、R2 的阻值相等。开关S闭合后,电压表示数为U0,电流表示数为I0,电路正常工作。一段时间后,观察到两电表中有一个电表示数变小。若电路中仅有一处故障,且只发生在R1或R2上,请根据以上信息,写出两电表的示数及相对应的故障。 (16)
图 4
【答案】电压表示数为2U0,电流表示数为0,R2断路;电压表示数为0,电流表示数为2I0,R2短路。
【解析】如图所示,电路正常工作,电压表示数为U0,电流表示数为I0,电阻R1、R2串联,R1、R2 的阻值相等。电源电压为U=2U0
一段时间后,观察到两电表中有一个电表示数变小。若电路中仅有一处故障,且只发生在R1或R2上,
则电路故障为:R2断路,电流表的示数变小;R2短路,电压表的示数变小。
若电阻R2断路,电路断路,电流表的示数为0,电压表测量电源电压,示数为2U0;
若电阻R2短路,电压表相当于测量导线,电压表的示数变小为0,只有一个电阻R1工作,故电流表的示数为2I0。
74.(2022金山区二模)在图7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。
R2
A
S
R1
V
图7
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。 (18)
【答案】 ①变大;不变; ②电流表示数为U0/R0,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。
【解析】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。
开关闭合前,只有R2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。电压表始终测量电源电压,故示数不变。
当R1、R2其中一个电阻断路时,电压表仍测量电源电压,故电压表的示数为U0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U0/R0,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。
75.(2022静安区二模)在图2所示的电路中,电源电压为U0,电阻R1、R2的阻值相等均为R0。已知电路中已有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上。开关S从断开到闭合,观察到电压表V的指针所在位置不变。
图2
R1
R2
S
V
A
请写出开关S闭合后,电流表A的示数及相应的故障情况。_____
【答案】电流表示数为零,R2断路;电流表示数为U0/R0,R1短路。
【解析】已知电路中已有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上。开关S从断开到闭合,观察到电压表V的指针所在位置不变。则电路故障为:R1短路或R2断路。
若R1短路,当开关S闭合后,R2与电流表串联,电压表示数仍为0,由欧姆定律知道,电流表的示数U0/R0;
若R2断路,无论当开关S断开,还是闭合,电压表和电源不能构成通路,电压表示数都是等于0,且电流表示数为零。
76.(2022闵行区二模)如图所示,电源电压为U且保持不变,闭合开关S后,电路正常工作。一段时间后,电路中只有一处发生断路故障且只发生在电阻R1或R2处。现将一电压表并联接在a、b、c三点中的两点,尝试根据开关的状态及电压表示数来确定故障。
①将电压表并联在ab两点间,不能确定故障,其理由是 。
②将电压表并联在 两点间,能确定故障,其理由是 。
【答案】①当电压表并联接在ab两点间,电压表示数始终为U,不能确定R1断路还是R2断路。
②bc;当电压表并联接在bc两点间,开关S断开,若电压表示数为U,则R1断路;若电压表示数为0,则R2断路。
【解析】①由电路图可知,将电压表并联在ab两点间时,电压表直接测量电源电压,电压表示数始终为U,不能确定是R1断路还是R2断路。
②当电压表并联在bc两点间时,将开关S断开,由电路图可知,若电压表示数为U,说明此时电压表与电源接通,即电阻R2正常,则此时为电阻R1断路;若电压表示数为0,说明此时电压表与电源未接通,则此时为电阻R2断路。
77.(2022浦东新区二模)如图 5 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】(1)R2 断路;2U0;(2)2I0。
【详解】(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。
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)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2I0。
78. (2022普陀区二模)等值电阻 R1、R3 组成如图 1(a)所示的电路,闭合开关 S1,电压表V1 示数和电流表A1 示数的比值为 k1;然后取 R3 与等值电阻 R2 组成如图 1(b)所示的电路,闭合开关 S2, 电压表 V2 示数和电流表 A2 示数的比值为 k2,k1 与 k2 相等。若已知电源、电压表和电流表完全相同且完好,三个电阻中只有一个电阻存在故障,则下列判断正确的是
A.电阻R1可能短路 B.电阻R2一定断路
C.电阻R2可能短路 D.电阻R3一定断路
【答案】B
【详解】由图(a)可知,电路为串联电路,电流表A1测量电路中的电流,电压表V1测量R3两端的电压;由图(b)可知,电路为并联电路,电流表A2测量干路的电流,电压表V2测量电源的电压。图(a)中,根据R=U/I可知,电压表V1示数和电流表A1示数的比值k1=R3
图(b)中,根据R=U/I可知,电压表V2示数和电流表A2示数的比值即为并联电路的电阻,为k2;已知k1与k2相等,则R3的阻值等于R3和R2并联后的总电阻,所以故障一定是电阻R2断路。故ACD错误,B正确。
答案B。
79.(2022青浦区二模)在图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作,一段时间后,电灯L熄灭。已知电路中只有一处故障,且只发生在灯L或电阻R上,则下列判断中错误的是( )
A.如果只有一个电表的示数变大,这个电表一定是电压表。
B.如果只有一个电表的示数变大,一定是电阻R短路。
C.如果电压表、电流表示数均变大,一定是电灯L短路。
D.如果电压表、电流表示数均变小,一定是电灯L断路。
【答案】 B
【详解】闭合开关S,电路正常工作,一段时间后,电灯L熄灭。已知电路中只有一处故障,且只发生在灯L或电阻R上,则电路故障为:电阻R发生断路;电灯短路或断路。
A.如果电压表示数增大,灯泡不亮,可能是电阻发生断路,电压表测量电源电压增大;电路中基本无电流,电流表示数减小,此故障有可能,故A不符合题意;
B.如果电阻短路,灯泡会发光;电压表相当于与导线并联,示数减小为零;电路电阻减小,电流增大,电流表示数增大,此故障不可能,故B符合题意;
C.如果灯L短路,灯泡不亮;电压表测量电源电压示数增大;电路电阻减小,电流增大,电流表示数增大,此故障有可能,故C不符合题意;
D.如果电灯断路,灯泡不亮;电流表、电压表都断路示数都减小,此故障有可能,故D不符合题意。
故选B。
80.(2022松江区二模)如图3所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,电压表V1的示数为U0,电压表V2的示数为2U0,电路正常工作。一段时间后,观察到三个电表中仅有一个电表的示数变大。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻 R1、R2上。请根据相关信息写出此时两电压表的示数及对应的故障。
图3
【答案】若电压表V1示数为3U0,电压表V2示数为零,则R1断路;若电压表V1示数为零,电压表V2示数为3U0,则R2断路。
【解析】闭合开关S后,电压表V1的示数为U0,电压表V2的示数为2U0,则电源电压为3U0
一段时间后,观察到三个电表中仅有一个电表的示数变大。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻 R1、R2上。则故障为R1断路或R2断路。
若电阻R1断路,则电压表V1串联在电路中,测量电源电压,示数为3U0,没有电流经过电压表V2,故电压表V2的示数为零,电流表的示数为零,满足三个电表中仅有一个电表的示数变大,故电阻R1断路符号题意,此时电压表V1示数为3U0,电压表V2示数为零;
若R2断路,则V2串联在电路中,测量电源电压,示数为3U0,电压表V1示数为零,电流表的示数为零,符合只有一个电表示数变大,故电阻R2断路符号题意,此时电压表V2示数为3U0,电压表V1示数为零。
81.(2022徐汇区二模)在图8所示的电路中,电源电压为U0保持不变。闭合开关S,电路正常工作。一段时间后观察到仅一电表示数变大。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上,请根据以上信息写出电压表V1和电流表A的示数及相对应的故障。
【答案】电压表V1示数为U0,电流表A示数为0,R1断路;电压表V1示数为0,电流表A示数为0,R2断路。
【解析】闭合开关S,电路正常工作。一段时间后观察到仅一电表示数变大。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上,则电路故障为:R1断路或R2断路。
若电阻R1断路,电压表V1串联在电路中,测量的示数为U0,而没有电流经过V2,故电压表V2的示数为0,电流表的示数也为0;
同理,若电阻R2断路,电压表V2串联在电路中,测量的示数为U0;电压表V1示数为0,电流表的示数为0。
82.(2022杨浦区二模)如图7所示的电路中,电源电压为U0保持不变,开关S闭合前后,两电表中至少有一个示数始终为0,若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上。请根据以上信息写出闭合开关S后电压表与电流表的示数及应的故障。
【答案】 若电压表示数为U0,电流表示数为0,则R1断路;若电压表示数为0,电流表示数为0,则R2断路。
【解析】开关S闭合前后,两电表中至少有一个示数始终为0,若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上。则电路故障为:R2断路或R1断路。
若R1断路,则电压表示数为U0,电流表示数为0;若R2断路,则电压表示数为0,电流表示数为0。
83.(2022长宁区二模)在图 5 所示的电路中,电源电压为U0保持不变,电阻R1=R2=R0。闭合开关S时,
① 请判断电流表、电压表示数的变化情况。
②一段时间后,突然一只电表的示数变大,另一只电表的示数变小。请根据相关信息写出此时电压表、电流表的示数及对应的故障。
【答案】①电流表示数变大,电压表示数变小; ②电压表示数为U0,电流表示数为0,R1断路;
若电压表示数为0,电流表示数为U0/ R0,则R1短路。
【详解】①S断开时,电压表、R2和电流表串联在电路中,电压表测电源电压;因电压表内阻很大,故电流表示数为0;当闭合开关S时,两电阻串联,电压表测R1的电压,根据串联电路电压的规律,故电压表示数变小;电流表测串联电路的电流,故电流表示数变大。
②一段时间后,突然一只电表的示数变大,另一只电表的示数变小。则电路发生的故障为:R1断路或短路。
若R1断路,电压表、R2和电流表串联在电路中,电压表测电源电压,电压表示数为U0,电压表示数变大,电流表示数为0,电流表示数变小;
若R1短路,电路为R2的简单电路,电压表与导线并联,电压表示数为0,电压表示数变小,电流表测电路的电流,由欧姆定律,电流表示数为U0/ R0,电流表示数变大。
84.(2022宝山一模)在下图的电路中,电源电压为U0且保持不变,电阻R和小灯L的阻值均为R0。闭合开关S,小灯不发光。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R或小灯L上。则:
(1)三个电表中示数一定不为零的电表是 。
(2)若三个电表中只有一个电表的示数为零,请写出各电表的示数及对应的故障。
【答案】(1)电压表V;(2)V的示数为U0,V1的示数为0,A的示数为U0/R0,则灯L短路;若V、V1的示数均为U0,A的示数为0,则灯L断路。
【详解】(1)由图可知,该电路为串联电路,电流表测量电路中的电流,电压表V1测小灯两端的电压,电压表V测电源电压。闭合开关S,小灯不发光,已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R或小灯L上,即可能是R断路(电流表和电压表V1都没有示数),也可能是小灯L断路(电流表没有示数)或小灯L短路(电压表V1没有示数),电压表V 始终测量电源电压,因此无论哪种情况,故一定不为零的电表是电压表V。
(2)若三个电表中只有一个电表的示数为零,根据电路中只存在一处故障,且只发生在灯L或电阻R上,可以做出以下推理:
①若L短路,则电路中有电流,电流表有示数,此时电压表V1测一段导线两端的电压,其示数为0,电压表V测量的是电源电压,示数为U0,故①符合题意;此时电流为I=U0/R0
②若L断路,则电流表示数为0,电压表V1、电压表V测量的都是电源电压,都有示数,示数均为U0,故②符合题意;电流为0.
③若R断路,则电流表示数为0,电压表V1示数也为0,即有两个电表的示数都为0,故③不符合题意。
综上可知,若V的示数为U0,V1的示数为0,A的示数为U0/R0,则灯L短路;若V、V1的示数均为U0,A的示数为0,则灯L断路。
85.(2022崇明一模)在图所示的电路中,电源电压为 U0 保持不变,闭合开关,电路正常工作。一段时间后,由于该电路中一个电阻出现了故障,使得电压表的示数变大。
①电路中可能存在的故障是 。
②若在电路中增加一个电流表,请写出增加电流表后,两电表示数情况及相应的电路故障。
【答案】(1)R1短路或R2断路;(2)电压表示数为U0,电流表示数为0,R2断路;电压表示数为U0,电流表示数不为0,R1短路。
【详解】①由图可知,该电路为串联电路,电压表测量的是电阻R2两端的电压,电流表测量电路中的电流;电压表示数变大,说明电压表测量的是电源电压,即电压表直接接在电源的两极上,所以故障是R1短路或R2断路。
②若R1短路,则电流表示数不为0,电压表示数为U0;若R2断路,则电流表示数为0,电压表示数为U0;
86.(2022奉贤一模)如图所示,电源电压为U0,电阻R1、R2的阻值均为R0。现电路中存在一处故障,且故障只发生在电阻R1或R2上。
①开关S闭合前后,若两电表的示数均不变,则故障是: ;
②开关S闭合前后,若仅有一个电表示数变化,则故障是: ,该电表示数的变化量为: 。
【答案】①R1断路或R2断路;②R1短路,U0/R0
【详解】①开关S闭合前后,若两电表的示数均不变,有2种情况:R1断路或R2断路;
②开关S闭合前后,若仅有一个电表示数变化,则故障是上述2种故障中的1种:R1短路,此时电流表示数的变化量为 ΔI=U0/R0
87.(2022虹口一模)在图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作。一段时间后,观察到电压表V的示数变大。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.若电流表有示数,故障是R1短路 B.若电流表有示数,故障是R2断路
C.若电流表无示数,故障是R1断路 D.若电流表无示数,故障是R2短路
【答案】C
【详解】A.该题可采用“倒推法”分析,若故障是R1短路,则电压表相当于并联在导线两端,电压表无示数,故A不符合题意;
B.因电阻R1和R2是串联在电路中的,若故障是R2断路,整个电路就断路了,也就没有电流通过,电压表也没有示数,故B不符合题意;
C.若故障是R1断路,电压表和电阻R2串联在电路中,相当于测电源电压,故电压表示数变大,由于电压表内阻非常大,根据欧姆定律,此时电路电流极小,电流表无示数,故C符合题意;
D.若故障是R2短路,相当于只有电阻R1接入电路,此时电路中总电阻减小,根据欧姆定律,此时电路电流增大,电压表示数增大,电流表示数也增大,故D不符合题意。
故选C。
88.(2022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________。
R1
R2
S
A
V
【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。
【解析】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。
若电阻R1断路,则闭合开关前后电压表均未接入电路,电压表示数均为0;
若电阻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。
89.(2022嘉定一模)在图所示的电路中,电源电压为U且不变。
(1)闭合开关S后,两电表的指针位置均不变。若电路中仅有一处故障,且只发生在R1或R2上,请根据以上信息,写出两电表的示数及对应的故障;
(2)排除故障后,再闭合开关S,向右移动变阻器的滑片P,电流表示数 ,电压表示数与电流表示数的比值 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】(1)电压表示数为U,电源表示数为0,R1断路;若电压表示数为0,电流表示数为0,R2断路。(2)变小,不变。
【详解】(1)由图可知,该电路为串联电路,电压表测量的是R1两端的电压,电流表测量电路中的电流;若R1断路,开关S断开时,则电流表示数为0,电压表测量电源电压,示数为U;开关闭合后,电路中无电流,电流表示数为0,电压表测量的是电源电压,示数为U;电流表示数不变,电压表示数不变,符合题意;
若R2断路,开关S断开时,电流表和电压表示数都为0;开关闭合后,整个电路是断开的,则电流表示数为0,电压表示数为0;电流表和电压表示数都不变,符合题意;
若R1短路,开关S断开时,电压表测量的是电源的电压,示数为U,电路中无电流,电流表示数为0;开关闭合后,电路是通路,电路中有电流,此时电压表测量的是一段导线两端的电压,示数为0,两表示数都发生了变化,不符合题意;
若R2短路,开关S断开时,电流表示数为0,电压表测量的是电源电压,示数为U,开关闭合后,电路中有电流,电流表示数不为0,此时电压表测量的是电源电压,保持不变,不符合题意;
综上所述,故障为:若电压表示数为0,电流表示数为0,R2断路;若电压表示数为U,电流表示数为0,R1断路。
(2)闭合开关S,向右移动变阻器的滑片P,变阻器连入电路的电阻变大,由电阻的串联可知电路的总电阻变大,由I=U/R可知电路中的电流变小,电流表的示数变小
由可知电压表示数与电流表示数的比值等于R1的阻值,R1的阻值不变,所以电压表示数与电流表示数的比值不变。
90. (2022金山一模)在图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1、R2的阻值均为R0,开关S断开时,电压表示数U0;闭合开关S,观察到电流表示数变大,已知电路中存在一处故障,且只发生在电阻R1、R2上。根据以上信息写出闭合开关S后电压表和电流表的示数及对应的故障 。
【答案】电压表示数为0,电流表示数为U0/R0,则R1短路;电压表示数为U0,电流表示数为U0/R0,则R2短路。
【详解】电路中存在一处故障,且只发生在电阻R1、R2,闭合开关S,观察到电流表示数变大,电路发生了短路,故可能的情况是R1短路或R2短路。
①若R1短路,开关S断开时,电流表、电压表与R2串联在电路中,电压表测电源电压,电压表示数为U0,电流表示数为0;当S闭合时,电压表测导线的电压,电压表示数为0,电路中只有R2,电流表测R2的电流,示数为
即电流表示数变大,R1短路符合题意;
②若R2短路,开关S断开时,电流表、电压表串联在电路中,电压表测电源电压,电压表示数为U0,电流表示数为0;当S闭合时,电路中只有R1,电压表测电源电压,示数为U0,电流表测电路的电流,其示数为
即电流表示数变大,故R2短路符合题意。
综上可知,闭合开关S后电压表和电流表的示数及对应的故障为:电压表示数为0,电流表示数为U0/R0,故障为R1短路;电压表示数为U0,电流表示数为U0/R0,故障为R2短路。
91. (2022静安一模)在图所示的电路中,电源电压为U0,电阻R1、R2的阻值均为R0。现电路中只存在一处故障,且故障只发生在电阻R1、R2上。
(1)开关S闭合时,电流表A的示数可能为 。
(2)开关S由断开到闭合,至少有一个电表的示数发生变化,请写出电压表V与电流表A的示数及相对应的故障。
【答案】(1) 0或U0/R0;(2)见解析.
【详解】(1)电路故障最多有四种情况:R1、R2短路或断路。当开关S闭合时,
①若R1短路时,则电路的电流
若R1断路时,电压表、R2、电流表、电源构成通路,电压表示数等于电源电压U0,电压表串联在电路中,电流表示数为0;
②若R2短路时,R1、电流表、电源构成通路,电压表电源两端的电压,电路中电流为
若R2断路时,电压表和电源不能构成通路,电流表示数等于0。
综上所述,开关S闭合时,电流表A的示数可能为0或U0/R0。
(2) ①若R1短路,开关S断开时,电压表、R2、电流表、电源构成通路,电压表示数等于电源电压U0,由于电压表串联在电路中,电流表示数为0;开关S闭合时,则电压表测量导线两端的电压,示数等于0;电流表示数
两表的示数都发生变化,符合题意;
若R1断路时,无论开关S断开还是闭合,都是电压表、R2、电流表、电源构成通路,电压表示数等于电源电压U0,电流表示数为0,即电压表和电流表的示数不发生变化,不符合题意;
②若R2短路,开关S断开时,电压表、电流表与电源串联构成通路,电压表显示电源两端的电压,示数U0,电流表示数为0;开关S闭合时,R1、电流表与电源串联构成通路,电压表显示电源两端的电压,示数U0,不发生变化;电路中电流为
即只有电流表的示数发生变化,符合题意;
若R2断路,开关S断开时,电压表和电源不能构成通路,电流表、电压表的示数都等于0;开关S闭合时,电压表和电源仍不能构成通路,两表示数仍都等于0,不发生变化,不符合题意。
综上所述,故障有两种情况,一是R1短路,电压表示数由U0,变为0;电流表示数由0变为U0/R0;二是R2短路时,电压表示数不变,电流表示数由0变为U0/R0。
92.(2022闵行一模)如图所示的电路中,铅笔芯ab两端接入电路中,闭合开关S,小灯泡L不亮,且电压表有示数,若电路中仅有一处故障,且只发生在灯L或铅笔芯上,请判断故障可能是 ;再将导线从a端沿笔芯向左移动时,只有一个电表示数发生变化,示数发生变化的电表是 ,电路故障是 。
【答案】 小灯短路或铅笔芯断路,电流表,小灯泡短路。
【详解】由图可知,灯泡和铅笔芯串联,电压表测量铅笔芯两端的电压,电流表测量电路中的电流,闭合开关S,小灯泡L不亮,且电压表有示数,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连,因此故障可能是灯L短路或铅笔芯断路。
如果铅笔芯断路,电路中出现断路,电流表没有示数,电压表的正负接线柱与电源两极相连,电压表示数等于电源电压,将导线从a端沿笔芯向左移动时,电流表仍然没有示数,电压表的正负接线柱与电源两极相连,电压表示数等于电源电压,所以两个电表示数都没有变化;如果灯L短路,只有铅笔芯的简单电路,电压表测量电源电压,电压表的示数等于电源电压,将导线从a端沿笔芯向左移动时,笔芯接入电路的电阻长度变短,电阻变小,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,电压表测量电源电压,电压表的示数不变,只有电流表示数发生变化。
93. (2022浦东新区一模)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】①不可能;②小灯L'不发光,电流表示数不发生变化,小灯断路。小灯L'发光,电流表示数变大,小灯L短路。
【详解】(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)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L断路;若小灯L'发光,电流表示数变大,小灯L短路。
94.(2022普陀一模)在图所示的电路中,电源电压为U0且保持不变,灯L和电阻R的阻值均为R0。闭合开关S,灯L不发光,再闭合开关S1,发现两电表示数均不发生变化,若电路中仅有一处故障,且只发生在灯L、电阻R上,请根据以上信息,写出电表的示数及对应的故障 。
【答案】若V的示数为U0,A的示数为U0/R0,灯泡L短路;若V的示数为U0,A的示数为为0,电阻R断路.
【详解】若灯泡L短路,仅仅只有R1接入,再闭合开关S1,灯泡被短路,只有R1接入,发现两电表示数与断开开关S1相比,没有发生变化,说明是同一个连接状态,此时电压表测量的是电源电压,示数为U0,电流表的示数为U0/R0,符合题意。
若灯泡L断路,电流表的示数为零,电压表的示数为零,闭合S1后,电路接通电流不为零,与题意不符,则舍弃;
若电阻R短路,则灯泡发光,与题意不符,需要舍弃;
若电阻R断路,闭合开关S,电压表的示数为电源电压,电流表的示数为零,再闭合开关S1,电压表测量电源电压,电流表的示数为零,两电表的示数不变,故符合题意。
故综上所述有两种情况:①电压表的示数为U0,电流表的示数为U0/R0,灯泡L短路;②电压表测量电源电压,电流表的示数为零,电阻R断路。
95. (2022青浦一模)在图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1、R2的阻值相同。开关S闭合,电压表、电流表的示数分别为U0、I0,电路正常工作。一段时间后,观察到电压表的示数变大。已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。请写出电压表V、电流表A的示数及对应的故障。
【答案】若电压表的示数为2U0,电流表的示数为2I0电阻R2短路;若电压表的示数为 2U0,电流表的示数为0,则电阻R1断路。
【详解】由于两个电阻串联,且两电阻的阻值相同,故两电阻的电压相同,电源电压为2U0,电阻的阻值为
若电阻R2断路,电压表的示数为零,不符合题意,故舍去。
若电阻R2短路,只有电阻R1接入电路,电压表测量电源电压,其读数为2U0,故符合题意,此时电流表的示数为
若电阻R1短路,电压表的示数为零,与题意不符,故舍去。
若电阻R1断路,电压表的示数变大,故符合题意,此时电压表测量电源电压为2U0,电流表的示数为零。
综上所述,若电阻R2短路,电压表的示数为2U0,电流表的示数为2I0;若电阻R1断路,电压表的示数为2U0,电流表的示数为0。
96.(2022松江一模)在图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1和R2的阻值相等。开关S闭合后,电路正常工作,电流表的示数为I0,电压表的示数为U0。一段时间后,观察到两电表指针同向偏转。若电路中仅有一处故障,且只发生在R1、R2上,根据以上信息写出两电表的示数及相对应的故障。
【答案】如果电压表、电流表示数为0,则R2断路;如果电压表示数为2U0,电流表示数为2I0,则R2短路。
【详解】根据题意,两电表指针同向偏转,要么两表都变大,要么是都变小。
若R1断路,电流表示数为0即变小,电压表与R2串联,测电源电压,则变大,不符合题意;
若R1短路,则电流表示数变大,R1两端电压为0,即电压表示数变小,不符合题意;
若R2断路,则电流表与电压表示数均为0即变小,符合题意;
若R2短路,电路中只有R1,由两电阻相同,则电路中总电阻变在为原来的一半,则电流表示数变大,由欧姆定律,电压一定时,电流与电阻成反比,当电路中总电阻变在为原来的一半,则电流变为原来的2倍即为2I0,电压表由原来测R1分电压即,变为测电源电压,即为原来的两倍,为2U0,电压表示数变大,符合题意。
综上分析,故障可能是R2断路,电压表、电流表示数为0;R2短路,电压表为2U0,电流表为2I0。
97.(2022徐汇一模)在下图所示电路中,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。若电压表并联接入 两点间,闭合开关后,电压表示数为 ,可判断R断路或L短路。
②为进一步确定故障,小汇在bd两点间并联接入电压表,观察闭合开关前后,电压表示数来确定故障。请写出闭合开关前后,电压表的示数及对应的故障。
【答案】①ab(或bc),U(或0);②闭合开关前后,若电压表的示数为0,则R断路;若电压表的示数由U变为0,则L短路。
【详解】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。
故障最多有3种情况:R断路;L短路;L断路。
①现在要判断R断路或L短路。
如果R断路,电压表接ab间,则电压表仍能与电源形成通路,所以电压表示数为电源电压U,L两端电压为0;如果L短路,则L两端电压为0,根据串联电路分压规律,R两端电压为U。故如果R断路或L短路,电压表接ab,示数为U;能判断R断路或L短路。
电压表接bc,示数为0,不能判断R断路或L短路。
②在bd两点间并联接入电压表。闭合开关前后,若电压表的示数为始终0,则R断路;若电压表的示数由U变为0,则L短路。
98.(2022杨浦一模)在图8所示的电路中,电源电压为U0且保持不变。闭合开关S,发现电压表示数始终为U0。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上,请根据以上信息,写出开关S闭合前后电流表示数的变化情况及对应的故障。
R1
S
R2
A
图8
V
【答案】电流表A示数不变,则R1断路;电流表A示数变大,则R2短路。
【详解】由图可知,电阻R1、R2串联在电路中,电压表测量电阻R1两端的电压,闭合开关S,发现电压表示数始终为U0,即电压表示数等于电源电压。
(1)若故障发生在R1上,则故障可能是R1断路,此时电压表串联在电路中,电压表测电源电压,示数不变,开关S闭合前后,电流表A示数不变(0)。
(2)如故障发生在R2上,则故障可能是R2短路,此时电路中只有电阻R1,电阻R1两端的电压等于电源电压,即电压表示数等于电源电压,开关S闭合前后,电流表A示数变大。
综上可知,开关S闭合前后,若电流表A示数不变,则R1断路;电流表A示数变大,则R2短路。
99.(2022长宁一模)在图所示的电路中,电源电压为U0保持不变。闭合开关S,电路正常工作。一段时间后观察到仅一电表示数变大。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上,请根据以上信息写出电压表V1和电流表A的示数及相对应的故障。
R1
R2
S
V2
V1
A
【答案】电压表V1的示数为U0,电流表A的示数为零,电阻R1断路;电压表V1和电流表A的示数均为0,电阻R2断路。
【详解】(1)两电阻串联,电压表V1测量R1的电压,电压表V2测量R2的电压,若R1短路,则电压表V1的示数变为0,电压表V2的示数变大,电流表的示数变大,与仅一电表示数变大不符,同理若电阻R2短路,电压表V1的示数变为变大,电压表V2的示数为0,电流表的示数不变,故不符合题意。
(2)若电阻R1断路,电压表V1串联在电路中,测量的示数为U0,示数变大,而没有电流经过V2,故电压表V2的示数为0,电流表的示数也为0,与题意相符,故此时电压表V1示数为U0,电流表A示数为0,R1断路;
同理,若电阻R2断路,电压表V2串联在电路中,测量的示数为U0,示数变大,电压表V1示数为0,电流表的示数变为0,故此时电压表V1示数为0,电流表A示数为0,R2断路。
100. (2021浦东新区二模)在如图5所示的电路中,电源电压为6伏且保持不变,电阻R1、R2的阻值均为30欧。当开关S闭合后,电流表A的示数为 安。一段时间后,由于R1、R2中的一个出现故障,有一个电表的示数发生了变化,则这个电表是 (选填“V”、“A”或“A1”)表。
A
S
A1
R1
R2
V
请写出两个没有发生变化的电表的示数及对应的故障。
【答案】0.4; A;若电流表A1的示数始终为0.2安,电流表V的示数始终为6伏,则R2断路。
【解析】由图可知,Rl、R2并联且阻值相等,电流表A测干路电流,Rl、R2的两端电压为电源电压。通过Rl、R2的电流为
通过电流表A的电流为
若Rl出现短路,整个电路都发生短路,则电流表A和A1均会发生变化,不符合题意;若Rl发生断路,则电流表A和A1均会发生变化,不符合题意。若R2发生短路,整个电路发生短路,3个电表均发生变化,不符合题意;若R2发生断路,电压表的示数不变仍为6V,电流表A1的示数不变,仍为0.2A,电流表A的示数变小,符合题意。
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