电路故障分析 期末专题突破课件-2024-2025学年九年级人教版物理全一册

电路故障分析 思维导图 知识要点： 1. 串联电路的故障分析。 2. 并联电路的故障分析。 3. 电流表与电压表的示数异常的故障分析。 一、常见电路故障的现象 1. 电路连接错误：连接电路时开关没有断开；滑动变阻器没有处 于阻值最大处。 2. 电表连接错误：①量程选择过大，指针偏转角度太小，测量误 差较大；②量程选择过小，损坏电表；③正负接线柱接反，指针反向偏 转；④电流表并联接入电路，引起短路；⑤电压表串联接入电路，引起 断路，电压表的示数接近电源电压；⑥用电器短路：用电器不能工作， 电路中电流过大；⑦用电器断路：电路中电流为0。 二、电路故障的类型 1. 短路：电路被短路部分有电流通过（电流表有示数），被短路 两点之间没有电压（电压表无示数）。 2. 断路：电路断路部分没有电流通过（电流表无示数），断路两 点之间有电压，断路同侧导线两点之间没有电压。 三、电路故障的分析思路 1. 认真审题，判断电路各元件的连接方式，明确电流表、电压表 测量的元件，各开关控制的元件。 2. 根据故障现象分析有无电流，得出电路是短路还是断路。 3. 根据电表的示数变化情况进行分析，找出故障的位置。 四、利用电流表、电压表判断电路故障 1. 电流表的示数正常而电压表无示数：“电流表的示数正常”说明电 流表所在电路为通路，“电压表无示数”说明没有电流通过电压表。故障 原因可能是：①电压表损坏；②电压表接触不良；③与电压表并联的用 电器短路。 2. 电压表有示数而电流表无示数：“电压表有示数”说明电路中 有电流通过，“电流表无示数”说明没有或几乎没有电流通过电流 表。故障原因可能是：①电流表损坏；②电流表短路；③与电压表 并联的用电器断路。 3. 电流表、电压表均无示数：“两表均无示数”说明没有电流通过两 表，除了两表同时短路外，还有可能是干路断路导致没有电流。 知识点一：串联电路的故障分析 　如图所示的电路中，闭合开关S后，两只灯泡都不亮，电压表有示 数，电流表无示数，则该电路的故障可能是 （ ） A. 电流表短路 B. 灯泡L1断路 C. 灯泡L2短路 D. 灯泡L2断路 　两只灯泡串联，两只灯泡都不亮，说明电路中有断路现 象；电压表有示数，说明电压表两端与电源两极是连通的，据此分析。 　由图可知，两只灯泡串联，电压表测量灯泡L1两端的电 压；闭合开关S后，灯泡L1、L2都不亮，电流表无示数，说明电路中有断 路现象；电压表有示数，说明电压表两端与电源两极连通，故灯泡L2是 完好的，所以故障可能是灯泡L1断路。 　B 　根据电压表的示数判断电路故障：电压表有示数，说明电 压表与电源能连通，与电压表并联的用电器可能有断路故障；电压表无 示数，说明电压表被短路或与电源不能连通。 　如图所示，电源电压为U且保持不变，R1的阻值为20 Ω， 滑动变阻器的最大阻值为30 Ω，两电压表的规格完全相同。 （1）闭合开关S，将滑动变阻器的滑片向右调至中点，在此过程中电压 表V2的示数将 （填“变大”“变小”或“不变”）。  （2）当滑动变阻器的滑片位于中点一段时间后，观察到电压表V1的示 数突然变大，若故障发生在电阻R1、R2中，且同时仅有一个出现故障， 则故障是 ⁠。 变小　 R1断路或R2短路　 知识点二：并联电路的故障分析 　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，电流表A的示数变小，电压表V的示数不变。现用另 一定值电阻R3替换R2（R3>R2），替换后电流表的示数再次变小。若故障 只可能发生在电阻R1、R2、R3上，则下列判断中正确的是 （ ） A. R1可能断路 B. R2可能断路 C. R1一定断路 D. R3可能断路 　根据电路图可知，两电阻并联，电流表测量干路电流，电 压表测量电阻R2两端的电压；根据电流表和电压表的示数变化情况判断 电路故障。 　电压表的示数不变，说明电源完好；电流表的示数变小， 说明有支路出现断路；若R1断路，用定值电阻R3替换R2（R3>R2），则电流表的示数减小，电压表的示数不变；若R2断路，用定值电阻R3替换 R2，则电流表的示数增大，电压表的示数不变，所以R1一定断路、R2没 有断路；若R3断路，则未用R3替换R2前，电流表、电压表的示数不变。 　C 　知道电流表、电压表在判断电路故障中的作用，解答时要 结合电路图和电路的特点进行分析。 　如图所示，闭合开关S，灯泡L1、L2都能正常发光，两只电 表都有示数，工作一段时间后，灯泡L1突然熄灭，灯泡L2仍正常发光， 两只电表均无示数，则故障可能是（　D　） A. 灯泡L1断路 B. 灯泡L2短路 C. 电压表短路 D. 电流表断路 D 知识点三：利用电流表、电压表判断电路故障 　如图所示，小敏在做“连接串联电路”的实验时，连接好电路后，闭 合开关，两只小灯泡均不亮，经检查，电路连接无误，老师告诉她是其 中一只小灯泡坏了。下列方法中不能检测出这只坏的小灯泡的是 （ ） A. 将一根导线与L1并联 B. 将一只电压表与L2并联 C. 将一只小灯泡与L1并联 D. 将一只电流表分别串联在a、b、c三点 　闭合开关，两只小灯泡均不亮，说明其中一只小灯泡发生 了断路；根据导线、电流表、电压表、小灯泡在电路中的作用和特点进 行分析。 　将一根导线分别与两只小灯泡并联，则断路的地方会接 通，另一只小灯泡会发光，能检测出故障；将一只电压表分别与两只小 灯泡并联，其中一只小灯泡断路时，并联在断路的小灯泡两端时，电压 表会有示数，能检测出故障；将一只小灯泡分别与两只小灯泡并联，其 中一只小灯泡断路时，与其并联的小灯泡会发光，能检测出故障；将一 只电流表分别串联在图中的a、b、c三点，电流表相当于导线，串联时 对电路无影响，无法检测出故障。 　D 　通过导线、电流表、电压表来检测电路中的故障，要知道 各仪器并联后的现象，学会根据现象来推导结论。 　如图所示为某同学自制的一个电路故障检测仪的电路图， 若1和2之间接一灯泡，则电流表、电压表均有示数；若1和2之间接一导 线，则电流表有示数，电压表 （填“有”或“无”，下同）示数；若1 和2之间断路，则电流表无示数，电压表 示数。  无　 有 　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，电路发生故障，发现电路中至少有一只电表的示数 变大，经检查故障发生在电阻R1、R2上，其他元件仍保持完好。 （1）用一只完好的小灯泡替换R2后，小灯泡 　　　　　（填“一定发光” 或“可能发光”）。  （2）在原故障电路中，将电流表与R1的位置互换后，电流表和电压表 均有示数，且其示数均不发生变化，电路中存在的故障可能是 　　　 　。 　电路故障有两种情况：短路或断路。若电流表的示数变 大，则说明电路的电阻减小，所以是某一电阻短路；再根据电压表所测 电路的变化及电压表的示数大小关系得出结论。 　（1）若只有电流表的示数变大，则电路中某处短路，若 是R2短路造成的，则用完好的小灯泡替换R2，小灯泡会发光；若只有电 压表的示数变大，则R2断路，用完好的小灯泡替换R2后，小灯泡会发 光；若电流表和电压表的示数同时变大，则R1短路，用完好的小灯泡代 替换R2后，小灯泡会发光。由以上分析可知，小灯泡一定发光。（2） 分析电路图知，两电阻串联，电压表测量R2两端的电压，电流表测量电 路中的电流；发现电路中至少有一只电表的示数变大，则原因可能是R1 短路（两只电表的示数都变大）、R2短路（电流表的示数变大）、R2断 路（电压表的示数变大）。将电流表与R1的位置互换，此时两电阻仍然 串联，电压表测量电源电压，电流表测量电路中的电流； 由题意知，互换位置后，电流表和电压表均有示数，说明电路为通路， 则不可能是R2断路；电压表的示数不变，说明原来R2两端的电压等于电 源电压，则原来的故障是R1短路。 　（1）一定发光　（2）R1短路 　分析电路故障时要注意电路中给出的实验现象，理解断路 和短路的含义是解题的关键。 1. 如图所示的电路，闭合开关后发现两灯泡都不亮，电流表示数为零， 电压表示数接近电源电压。若电路中只有一处故障，则可能是 （　A　） A. 灯泡L1断路 B. 灯泡L1短路 C. 灯泡L2断路 D. 灯泡L2短路 A 2. 如图所示，当开关S闭合后，两只电表均有示数，过一会儿，发现电 压表和电流表的示数都增大，下列故障分析中可能的是（　D　） A. L1断路 B. L2断路 C. L1短路 D. L2短路 D 3. 如图所示，闭合开关S时，发现电压表、电流表的指针都没有偏转； 断开开关S，将L1和L2从灯座上拧下，互换位置安装后，再次闭合开关 S，发现电流表的指针仍不动，电压表的指针却有明显偏转。该电路的 故障可能是（　B　） A. L1灯丝断开 B. L2与灯座接触不良 C. 电流表断路 D. 电源接线脱落 B 4. 在如图所示的电路中，闭合开关S后，两灯都能发光，一段时间后， 其中一盏灯突然熄灭，此时三个电表中有两个的示数变小，则下列判断 中正确的是（　A　） A. 一定是灯Ll断路，电流表A1的示数变小 B. 一定是灯L2断路，电流表A的示数变小 C. 可能是灯L2短路，电压表V的示数变小 D. 可能是灯Ll短路，电压表V的示数变小 A 5. 如图所示，闭合开关后两灯不亮，用电压表先后测得UAD=UAC=UBC=4.5V，则故障可能是（　B　） A. 灯L1发生断路 B. 灯L2发生断路 C. 灯L1发生短路 D. 灯L2发生短路 B 6. 如图所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关，小灯泡发光，过了 一会儿小灯泡突然不亮了，电流表的示数变小。下列有关分析中正确的 是（　B　） A. 小灯泡发生了短路 B. 小灯泡发生了断路 C. 滑动变阻器两端的电压变大 D. 电路中的总电阻变小 B 7. 如图甲所示的电路中，闭合开关，电流表A1、A2的示数均如图乙所 示，电路中只有一处故障，则该故障是（　B　） A. 灯L1短路 B. 灯L1断路 C. 灯L2短路 D. 灯L2断路 B 8. 如图甲所示为小刘同学探究电流与电压的关系的电路图，他在闭合开 关S后，发现两电表出现如图乙所示的现象，电路中出现的故障可能 是 ⁠。 R断路 9. 如图所示的电路，当开关S闭合时，电流表有示数，电压表无示数； 当开关S断开时，电流表、电压表均无示数，电路仅有一处故障。下列 说法中正确的是（　A　） A. 电阻R1断路 B. 电阻R2断路 C. 电阻R2短路 D. 电阻R3断路 A 10. 小明在测量小灯泡电阻的实验中，正确连接电路后，闭合开关S，发 现小灯泡L不发光，电流表和电压表均无示数。于是小明拆下电压表， 利用其查找故障，他将电压表的负接线柱接在电源负极，如图所示，闭 合开关S后，他将电压表的正接线柱分别接在电路中的各处，电压表的 示数如下表所示，若电路中只有一处故障，则可能是（　A　） A 电压表正接线柱与其 他接线柱的连接情况 A B C D E F G H 电压表的示数/V 3 3 3 0 0 0 0 0 A. 滑动变阻器断路 B. 小灯泡L短路 C. 连接H处和电源负极的导线断路 D. 开关S处断路 11. 如图所示，闭合开关S后，三个电流表A1、A2、A3的示数分别为I1、 I2、I3且均不为0，测量得出I1=I2>I3。关于此电路，下列说法中正确的是 （　B　） A. 电路完好无故障 B. L1的灯丝断了 C. L2的灯丝断了 D. L3的灯丝断了 B 【解析】由题图可知，三只灯泡并联，A1测干路电流，A2测通过L2、L3 的电流之和，A3测通过L3的电流，根据并联电路的干路电流等于各支路 电流之和可知I1>I2>I3。现测量得出I1=I2>I3，即通过灯泡L1的电流为0，所 以故障是L1的灯丝断了。 12. 如图所示的电路图，电源电压恒定。当开关S1、S2断开，S3 闭合时，电流表的示数为0.50 A，电压表的示数为2.50 V。当开关S1、S2 闭合，S3断开时，由于R1、R2中有一个电阻出现故障，电流表的示数为 0.60 A，电压表的示数为3.00 V，则电源电压为 V，电路中出现的故 障是 ⁠。 3　 电阻R1断路 【解析】当开关S1、S2闭合，S3断开时，由于R1、R2并联，电压表的示 数即为电源电压，U=3 V，电路中电阻R= =1 Ω。R=R2=5 Ω，所以当开关S1、S2闭合，S3断开时，电路中出现的故障是电阻R1断路。 13. 如图所示的电路，闭合开关后，电路出现故障，以下是小明对电路 故障的一些分析，其中合理的是（　C　） C ①若L1短路，则L1不亮，L2亮，电流表和电压表均有示数 ②若L2短路，则L1亮，L2不亮，电流表和电压表均有示数 ③若L1断路，则两灯均不亮，电流表和电压表均无示数 ④若L2断路，则两灯均不亮，电流表和电压表均无示数 A. ①② B. ①③ C. ②④ D. ③④ 【解析】由题图可知，该电路为串联电路，电流表测量电路中的电流， 电压表测量灯泡L1两端的电压。①若L1短路，电路是通路，则L1不亮，L2 亮，电流表有示数，电压表短路，其示数为0，①错误；②若L2短路， 电路是通路，则L1亮，L2不亮，电流表和电压表均有示数，②正确；③ 若L1断路，则两灯均不亮，电流表无示数，此时电压表接在电源的两 端，有示数，③错误；④若L2断路，则两灯均不亮，整个电路断开，电 流表和电压表均无示数，④正确。 14. 如图甲所示的电路，电源电压U0不变，初始时滑动变阻器的滑片P在 最右端，但由于滑动变阻器某处发生断路，闭合开关后滑片P向左移过 一段距离（x）后电流表才有读数，且电压表的读数U与x、电流表的读 数I与x的关系如图乙所示。设该滑动变阻器的滑片P每移动1 cm的阻值变 化均相等，则下列说法中错误的是（　D　） D A. 根据图象可知：断点位置在x=5 cm处 B. 根据图象可知：电源电压U0=1.5 V C. 根据图象可知：电阻R=1 Ω D. 根据图象可知：该滑动变阻器的电阻丝没有断路时的总电阻是9 Ω 【解析】由电路图可知，两电阻串联，电流表测电路中的电流，电压表 测滑动变阻器两端的电压；由题图乙可知，当x<5 cm时，电压表的示数 保持1.5 V不变，当x>5 cm时，电压表的示数才发生变化，所以断点处离 滑动变阻器最右端5 cm，电源电压U0=1.5 V；当x=5 cm时，由题图乙可 知，电压表的示数U1=1.35 V，电流表的示数I1=0.15 A，则此时电阻R两 端的电压UR=U0-U1=1.5 V-1.35 V=0.15 V，由I= =4 Ω，故滑动变阻器的滑片滑动5 cm时，阻值的变化量ΔR=R1-R2=9 Ω-4 Ω=5 Ω，所以从断点处滑片P向左滑动的过程中，该滑动变阻器滑片P每滑动1 cm的阻值变化量是1 Ω，则该滑动变阻器没有断路时的总电阻值R总=9 Ω+5 cm×1 Ω/cm=14 Ω。 $$