专题12 电路故障(上海专用)-【好题汇编】5年(2021-2025)中考1年模拟物理真题分类汇编
2025-07-23
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2份
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47页
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1282人阅读
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 电路故障的分析 |
| 使用场景 | 中考复习-真题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.73 MB |
| 发布时间 | 2025-07-23 |
| 更新时间 | 2025-07-23 |
| 作者 | 爱啥自由不如学小书 |
| 品牌系列 | 好题汇编·中考真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2025-07-23 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53171018.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专题12 电路故障
1.(2024·上海·中考真题)【设计方案问题】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
一.给出“至少一个电表”的信息
1.(2025·上海·中考真题)如图所示的电路图,电源电压为U0且保持不变。现在将MN端分别与变阻器的ac端相连,闭合开关,向右移动滑片P时。
(1)若电路无故障,则电压表示数 。
(2)若移动滑片P时,至少有一个电表示数不为0,故障只存R1或R2上;请写出电压表的示数和电流表示数的变化情况以及对应的故障 。
2.(2021·上海·中考真题)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,两个电表中至少有一个电表示数会发生变化。若电路中只有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上。根据以上信息,写出闭合开关S前后电流表和电压表示数的变化情况及对应的故障。 、 。
二.电流表示数变大
3.(2023·上海·中考真题)在如图所示的电路中,已知R1、R2中仅有一个发生故障,闭合电键S时,发现电流表示数变大;请写出电表有无示数及对应的故障。
三.方案选择
4.(2022·上海·中考真题)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: 。
一.填空题
1.(2025•杨浦区二模)如图所示电路,电源电压为U0不变,电阻R1的阻值为R0,电阻R2的阻值为3R0,闭合开关S后,两电表中只有一个电表示数增大。若电路中仅一处出现故障,且只发生在电阻R1、R2上。请写出开关闭合后两电表示数及其对应的故障: 。
2.(2025•长宁区二模)在图所示的电路中,电源电压未知但始终保持不变。闭合开关S,发现电压表V的示数为零。若电路中仅有一处故障,且故障只发生在R1或滑动变阻器R2上。
(1)小明通过移动变阻器的滑片来确定电路的故障情况。若在将滑片P从右向左移过某一位置时,发现电压表V的示数突然变大,继续向左移动滑片,电压表V的示数继续变大。则存在的故障情况可能是图2中 所示的情况(打“×”处表示该处断路)。
(2)为确定电路的故障情况,请写出还可采取的实验操作、对应的电表示数情况和电路可能存在的故障。 。
3.(2025•奉贤区二模)如图所示电路,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为R0。闭合开关S后,电路正常工作,电压表示数为U0。一段时间后,电压表示数突然变为3U0。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上,则电源电压为 。现在M点正确串联入一个电流表来判断具体故障,请根据相关信息写出再次闭合开关S后电流表的示数及相应故障: 。
4.(2025•宝山区二模)在如图电路中,电源电压为U0保持不变,电阻R1、R2的阻值均为R0,闭合开关,电路正常工作。过了一会儿,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)可能的故障是: 。
(2)为确定故障,可选操作 (选填“A”“B”或“C”)。
A.将电阻R1、R2的位置互换
B.用阻值为R0的完好电阻R3替换电阻R1
C.在电阻R2两端并联电压表V1
写出操作后电表的示数及对应的故障。 。
5.(2025•浦东新区二模)如图所示电路,电源电压为U0,已知电路中有一处故障,且只发生在R1或R2上。
(1)小明认为,闭合开关S后,无法通过电压表的示数来判断具体故障。你 (选填“支持”或“不支持”)他的观点,请结合电压表的示数说明理由。 。
(2)小明设想经过下列操作,通过观察电压表示数在操作前后的变化情况来判断具体故障。其中可行的有 。
A.将R1与R2的位置互换
B.用一个完好的定值电阻R来替换R2
C.将一跟导线并联在R2两端
6.(2025•嘉定区二模)在如图所示的电路中,电源电压为U0不变。闭合开关S后,电路正常工作,一段时间后,观察到电压表示数为U0。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。
(1)故障可能是 ;
(2)为确定具体故障,小嘉提出三种方法:①闭合开关,移动滑动变阻器R2的滑片P;②用完好电阻R0替换R1,闭合开关;③将滑动变阻器R2与电压表位置互换,闭合开关。请选出可行的方法,写出观察到的电表示数(或示数变化情况)及对应的故障。 。
7.(2025•崇明区二模)如图所示电路,电源电压大小始终为U0,固定电阻R1和滑动变阻器R2接入部分的电阻相同,若开关S闭合后电压表V1和V2的示数相同,电路中只有一处故障,且只发生在R1或R2上。
(1)则故障可能为 (选填对应选项的符号)。
A.电阻R1断路
B.电阻R2断路
C.电阻R1短路
D.电阻R2短路
(2)为进一步确定故障情况,小明用一个完好的电阻R0替换R1,且电阻R0与R1的阻值大小相同,当小明 (选填“向左”或“向右”)移动R2的滑片P时,请写出电压表V1和V2的示数情况(用所给符号来表示)及对应的故障 。
8.(2025•青浦区二模)在图示的电路中,电源电压为U0,电阻R1的阻值为R0,R2的阻值为2R0,电路中可能在R1或R2上存在一处断路故障。
(1)为了正确快速判断出电路中是否存在故障,电流表串联在 (选填“R1支路”“R2支路”或“干路”)上最为合适。
(2)按上述电流表串联的位置,若存在故障,请写出开关S闭合前后,电流表的示数及对应的故障。 。
9.(2025•闵行区二模)某小组同学按图示的电路图连接电路,闭合开关,电流表、电压表示数均大于零。他们讨论后认为根据止述现象无法确定电路中是否存在故障。
(1)甲同学思考后认为用一个阻值与R2不同的完好电阻R替换R2,根据替换前后 (选填“电压表”“电流表”或“任意一个电表”)的示数变化情况就能判断电路是否存在故障。请写出他的判断方法。 。
(2)乙同学思考后认为用一个完好的电阻R替换R1,也可以判断电路是否存在故障,但电阻R的阻值需要满足一定条件。下列符合条件的选项有 。
A.R>R1
B.R=R1
C.R<R1
10.(2025•静安区二模)在图示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,移动变阻器R2的滑片P,电压表V的示数始终为零。
(1)若电路中有一处故障,且只发生在电阻R1或滑动变阻器R2上,则电路中的故障是 。
(2)为判断该处故障,现有两种器材可供选择:(a)一根完好的导线;(b)一个完好的电阻R0。请你选择一个合适的器材来替换R1或R2,进行故障判断。
请写出你所确定的替换方案以及替换后电压表的示数情况及相应的故障。(只需要写出一种可行的方法) 。
11.(2025•金山区二模)如图所示,小红在做“用电流表电压表测电阻”的实验,电源电压为U0且保持不变。开关S闭合前后,她发现两电表指针的位置均不发生变化。若电路中仅有一处故障,且只发生在开关S、R1或R2上。
为判断具体故障,有以下方案可选:
A.电流表和开关S互换位置。
B.电流表和电压表互换位置。
C.把电压表并联在R2两端。
请选择其中一项可行的方案 (选填“A”“B”或“C”),并写出该方案中电压表和电流表的示数及其对应的故障: 。
12.(2025•徐汇区二模)在如图所示电路中,电源电压保持不变。电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R、灯L上。
①小王发现闭合开关前的电压表示数不为零,直接排除了一种故障: ,然后他闭合开关,发现闭合开关前后电压表指针位置不变,所以他又排除了第二种故障: 。
②小王排除了两种故障后,用一个完好的灯L'替换灯L,闭合开关S,根据闭合开关后的灯L'的发光情况最终确定了故障情况,请写出闭合开关后灯L'的发光情况及其对应的故障: 。
13.(2025•虹口区二模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,两电表指针发生偏转,电压表示数为U0,电流表示数为I0。现电路中是否存在故障未知,若有故障,仅发生在电阻R1或R2上。为了作出判断,现用一完好的电阻R3替换电阻R1(R3的阻值为R1阻值的两倍)。小华认为仅通过观察电压表示数情况即可;小红认为仅通过观察电流表示数情况即可。你认为 的想法正确,理由是 。
14.(2025•松江区二模)如图所示,小明利用三节新的干电池探究“串联电路中电压的规律”,他将电压表并联在R1两端,闭合开关,发现电压表示数为4.5伏,若电路中只存在一处故障且只发生在R1或R2上,小明认为只需将电压表改接入 两点间,就可以确定故障。请写出开关所处的状态,电压表示数情况及对应的故障 。
15.(2025•黄浦区二模)现有三个电阻R1、R2、R3,其中一个短路,一个断路,一个完好。小华为了确定三个电阻的具体情况,选择合适的器材,进行如下操作:
(1)他按如图所示正确连接电路,闭合开关S,观察到电流表示数为0,电压表示数为6伏,则可以确定的具体情况是 。
(2)在电路安全的条件下,小华选用上述器材,设计并连接电路确定另两个电阻的具体情况。请画出他的电路图,并写出闭合开关S后,电表示数情况及对应两个电阻的具体情况。
16.(2025•闵行区一模)电阻R1和R2的阻值规格均为2R0,电阻R3的阻值规格为R0。小王将R1和R2按如图所示方式连入电路中,闭合开关S,观察到电压表指针发生偏转;然后用R3替换R1,与替换前相比,电流表示数减小了I0。经过思考后,小王认为电路中存在故障。已知电路中的电源电压始终保持不变,3个电阻中只有1个电阻存在故障,请根据以上信息判断:
(1)电路中的故障可能是 。
(2)请写出替换后两电表示数及对应的故障。 。
17.(2025•崇明区一模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。当开关S闭合时,电路中发生故障,已知电路中仅有一处故障,且电路中故障只发生在电阻R1或R2上。
(1)若电路中的两个电表示数均不发生变化,则故障为 ;
(2)若电路中的两个电表示数均发生变化,则故障为 ;
(3)若电路中的两个电表仅有一个电表示数发生变化,请写出电流表A和电压表V的示数变化情况及对应的故障: 。
18.(2025•徐汇区一模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R或灯L上。
①小王同学只观察了小灯的亮暗情况之后,直接排除了一种故障: ,然后他又根据此时电流表的示数情况排除了第二种故障: 。
②小王同学排除了两种故障后,闭合开关S,根据闭合开关后的现象最终确定了故障情况,请写出闭合开关后灯L的发光情况、电表的示数变化情况及其对应的故障: 。
19.(2025•金山区一模)如图所示电路中,开关S闭合前后,电压表指针的位置不变。若电路中仅有一处故障,且只发生在R1、R2上(接线完好)。
为判断具体故障,有以下方案可选:
A.向左移动滑动变阻器R2的滑片。
B.将电压表接到滑动变阻器R2两端。
C.仅将导线a拆除。
请选择其中一项可行的方案 ,并写出该方案对应的电压表的示数变化情况及其故障: 。
20.(2025•虹口区一模)在图示的电路中,电源电压保持不变。已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上。现在“a”处或“b”处接入一个电表,通过必要的操作,均能判断故障。小虹认为可接入一个电流表,小唐认为可接入一个电压表。
①你认为 的方案是可行的。
A.小虹
B.小唐
②选择方案后,当电表接入“b”处时,请写出必要的操作、电表示数的变化情况及其对应的故障。 。
21.(2025•黄浦区一模)在如图所示的电路中,电源电压为U0保持不变,闭合开关S,电路正常工作。一段时间后,电压表的示数为U0,已知故障只发生在电阻R1、R2中一个。
(1)用完好的电阻R0替换电阻R1,闭合开关S,写出电压表的示数及对应的故障。 。
(2)以下操作中,能通过电表的示数或示数变化情况判断出故障的是 。(新接入的元件均完好)
A.在M处串联一个电流表
B.用电阻R0替换电阻R2
C.在电阻R1两端并联一根导线
22.(2025•杨浦区一模)在如图所示的电路中,电源电压不变。已知电路中有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。闭合开关S后,电流表指针发生偏转。
(1)电路中的故障可能是: 。
(2)为了进一步判断故障发生的位置,现仅用一个完好的电阻R0替换电阻R1,电阻R0应满足的条件是 (请选择下列符合条件的选项),并写出选择的理由: 。(写出电表示数变化情况及对应的故障)
A.R0=R1
B.R0>R1
C.R0<R1
23.(2025•宝山区一模)如图所示电路中,由于元器件出现故障,导致移动滑动变阻器滑片P的过程中,电压表的示数不变且不为零。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或滑动变阻器R2上。请写出移动滑片P的过程中,电流表示数变化情况及相应的故障: 。
24.(2025•浦东新区一模)有三个电阻R1、R2、R3,其中一个发生了短路故障,一个发生了断路故障,一个完好。
(1)小东将R1和R2分别连入ab和bc之间,如图所示。闭合开关后,他观察到电流表示数大于0,则R1和R2中一定有一个是 的,另一个是 的(均选填“短路”“断路”或“完好”)。
(2)为进一步确定R1、R2对应的具体情况,小东认为可以在ab之间再并联一个电压表。请帮他写出闭合开关S后电压表的示数以及R1、R2对应的具体情况。 。
25.(2025•青浦区一模)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。
①闭合开关S,电压表示数 ,电流表示数 ;(均选填“变大”“不变”或“变小”)
②若闭合开关S,发现只有一个电表的示数发生变化,若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。 。
26.(2025•松江区一模)在图示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,电路正常工作。一段时间后,电流表示数变小,若电路中仅有一处故障,且只发生在R1、R2上。用一完好的定值电阻R0替换R1(R0=R1),请写出替换前后电流表示数的变化情况及对应的故障。 。
27.(2025•嘉定区一模)在如图的电路中,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。一段时间后,观察到电流表示数变小。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。为判断出具体故障,有2种方案可选:
①用一个阻值为R0的完好电阻R3替换R1;
②将一个开关S1与电阻R1串联。
若有可行的方案,请写出相关的操作、观察到的现象及对应的故障;若无可行的,请说明理由。
28.(2025•长宁区一模)在如图所示的电路中,电源电压未知但始终保持不变,电阻R1、R2的阻值相等。闭合开关,发现电压表的示数不为零。
(1)根据上述现象,电路可能存在的情况是 (多选)。
A.仅电阻R1断路
B.仅电阻R1短路
C.仅电阻R2断路
D.仅电阻R2短路
E.电路正常,各元件均完好
(2)为了进一步确定(1)中电路的具体情况,小明用一个阻值为R0的电阻替换电阻R1,仅通过电压表示数的变化情况就做出了判断。则所用电阻R0的阻值应 R1的阻值(选填“大于”“等于”或“小于”),理由是: 。
29.(2025•静安区一模)在如图所示的电路中,电源电压为U0,电阻R1的阻值、滑动变阻器R2连入电路的最大阻值均为R0。已知电路中仅有一处断路故障,且只发生在电阻R1、变阻器R2上。若对该电路进行一定的操作,可判断故障,请写出判断该电路故障所在的操作方法及判断结果。
操作方法: ;
判断结果: 。
30.(2025•奉贤区一模)在如图所示的电路中,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,电流表A的示数变小,已知故障只有一处,且发生在电阻R1或R2上,则此时电压表V的示数为 ,故障可能是 。若选择一个完好的定值电阻R替换R2,并观察比较电流表替换前、后示数,则电阻R需要满足一定的条件才能确定故障。若R大于R2,判断能否确定故障并说明理由 。
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专题12 电路故障
1.(2024·上海·中考真题)【设计方案问题】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。
一.给出“至少一个电表”的信息
1.(2025·上海·中考真题)如图所示的电路图,电源电压为U0且保持不变。现在将MN端分别与变阻器的ac端相连,闭合开关,向右移动滑片P时。
(1)若电路无故障,则电压表示数 。
(2)若移动滑片P时,至少有一个电表示数不为0,故障只存R1或R2上;请写出电压表的示数和电流表示数的变化情况以及对应的故障 。
【答案】(1)变小
(2)见详解
【详解】(1)将MN端分别与变阻器的ac端相连,闭合开关,电压表测量变阻器两端电压,向右移动滑片P时,变阻器接入电路中的阻值变小,由串联分压特点可知,变阻器两端电压变小,所以电压表示数变小。
(2)①若R2短路,则电压表被短路,示数等于0,电路中只有R1,电流表有示数,移动滑片P时,电流表示数不变,符合题意;
若R2断路,电压表、R1、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,移动滑片P时,电压表和电流表的示数不发生变化,符合题意;
②若R1短路时,电路中只有R2、电流表、电源构成通路,电压表显示电源两端的电压,示数U0,电流表有示数,向右移动滑片P时,电压表示数不变,电流表示数增大,符合题意;
若R1断路时,整个电路都没有电流通过,电流表、电压表的示数都等于0,不符合题意;
综上所述,故障有三种情况,一是R2短路;二是R2断路;三是R1短路。
2.(2021·上海·中考真题)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,两个电表中至少有一个电表示数会发生变化。若电路中只有一处故障,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】[1][2]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。
二.电流表示数变大
3.(2023·上海·中考真题)在如图所示的电路中,已知R1、R2中仅有一个发生故障,闭合电键S时,发现电流表示数变大;请写出电表有无示数及对应的故障。
【答案】故闭合电键S时,电流表示数变大,若电压表示数也变大,则R1短路;若电压表示数不变,则R2短路。
【详解】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测串联电路的电流。由图可知,S闭合前,电压表跟电流表的示数为0。若R1断路,S闭合后电压表、电流表示数仍为0,不符合题意;
若R1短路,S闭合后只有R2接入电路,电流表有示数,电压表示数为电源电压,符合题意;
若R2短路,S闭合后,只有R1接入电路,则电流表有示数,电压表测电流表的电压,所以电压表示数为0,符合题意。
若R2断路,S闭合后,R1和电压表串联,所以电压表为电源电压,电流表无示数,不符合题意;
故闭合电键S时,电流表示数变大,若电压表示数也变大,则R1短路;若电压表示数不变,则R2短路。
三.方案选择
4.(2022·上海·中考真题)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】 A
见解析
【详解】[1][2]A.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,向左滑动变阻器的滑片P,若电流表的示数不变,则 R2 断路;若电流表示数变大,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。
一.填空题
1.(2025•杨浦区二模)如图所示电路,电源电压为U0不变,电阻R1的阻值为R0,电阻R2的阻值为3R0,闭合开关S后,两电表中只有一个电表示数增大。若电路中仅一处出现故障,且只发生在电阻R1、R2上。请写出开关闭合后两电表示数及其对应的故障: 电流表示数增大,电压表示数为零,则R1短路;电流表示数为零,电压表示数为U0,则R1断路。 。
【分析】当开关S闭合时,该电路为串联电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量R1两端的电压;开关S断开时,电压表测量电源电压;列举出每个电阻的故障,然后得出答案。
【解答】解:由图可知,电阻R1和电阻R2串联,电流表测通过电路的电流,电压表测电阻R1两端的电压,闭合开关后,两电表中只有一个电表示数增大,由题意可知,
若电路中仅一处出现故障,且只发生在电阻R1、R2上,那么若电阻R1短路,电流表示数增大,并联在R1两端的电压表示数为零,故符合题意;
若电阻R2短路,电流表示数增大,并联在R1两端的电压表示数为电源电压U0,故不符合题意;
若电阻R1断路,电流表示数为零,并联在R1两端的电压表示数为电源电压U0,故符合题意;
若电阻R2断路,电流表示数为零,并联在R1两端的电压表示数为零,故不符合题意;
故答案为:电流表示数增大,电压表示数为零,则R1短路;电流表示数为零,电压表示数为U0,则R1断路。
【点评】本题考查了学生利用电流表、电压表判断电路故障的分析能力,电路故障分短路和断路两种情况,平时做实验时试一试,多总结、提高分析能力。
2.(2025•长宁区二模)在图所示的电路中,电源电压未知但始终保持不变。闭合开关S,发现电压表V的示数为零。若电路中仅有一处故障,且故障只发生在R1或滑动变阻器R2上。
(1)小明通过移动变阻器的滑片来确定电路的故障情况。若在将滑片P从右向左移过某一位置时,发现电压表V的示数突然变大,继续向左移动滑片,电压表V的示数继续变大。则存在的故障情况可能是图2中 b 所示的情况(打“×”处表示该处断路)。
(2)为确定电路的故障情况,请写出还可采取的实验操作、对应的电表示数情况和电路可能存在的故障。 在电路中串联电流表,当开始时电流表示数为0,移动到某处,突然有电流,电压表有示数,故某处是在断路附近,当继续移动时,电流表和电压表示数变大,说明滑片左侧和其他的电路是完好的 。
【分析】(1)根据电压表的示数确定故障位置,结合移动过程的变化确定在电阻丝断路;
(2)添加电流表,观察电路是否有电流,确定故障。
【解答】解:(1)电压表的示数为零,说明电压表与电源不通,故电阻之外的电路有断路,当将滑片P从右向左移过某一位置时,发现电压表V的示数突然变大,说明此时电源与电压表形成通过,则越过了断路处,因断路在电阻丝部分,且继续向左移动滑片,电压表V的示数继续变大。故是b所示的情况;
(2)为确定电路的故障情况,可以在电路中串联电流表,根据电流表是否有示数判断是否断路。当开始时电流表示数为0,移动到某处,突然有电流,电压表有示数,故某处是断路附近,当继续移动时,电流表和电压表示数变大,说明滑片左侧的电路是完好的。
故答案为:(1)b; (2)在电路中串联电流表,当开始时电流表示数为0,移动到某处,突然有电流,电压表有示数,故某处是在断路附近,当继续移动时,电流表和电压表示数变大,说明滑片左侧和其他的电路是完好的。
【点评】本题考查串联电路的故障分析,属于基础题。
3.(2025•奉贤区二模)如图所示电路,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为R0。闭合开关S后,电路正常工作,电压表示数为U0。一段时间后,电压表示数突然变为3U0。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上,则电源电压为 3U0 。现在M点正确串联入一个电流表来判断具体故障,请根据相关信息写出再次闭合开关S后电流表的示数及相应故障: 如果电流表有电流,故障为R2短路,无电流,故障为R1断路 。
【分析】根据串联分压,结合电压表示数变大分析故障,得出电源电压,
根据局部短路时电路中有电流分析。
【解答】解:电阻R1的阻值为R0。闭合开关S后,电路正常工作,电压表示数为U0。一段时间后,电压表示数突然变为3U0。电压表示数变大,此时应该接近电源电压,故电源电压为3U0;此时可能电阻R1断路,或R2短路,在电路中串联电流表,如果有电流,说明电路是通路,电流表示数是I,故障为R2短路,无电流,说明电路是断路,故障为R1断路。
故答案为:3U0;如果电流表有电流,示数为,故障为R2短路,无电流,故障为R1断路。
【点评】本题考查串联电路的故障分析,属于中档题。
4.(2025•宝山区二模)在如图电路中,电源电压为U0保持不变,电阻R1、R2的阻值均为R0,闭合开关,电路正常工作。过了一会儿,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)可能的故障是: 电阻R2断路或电阻R1短路 。
(2)为确定故障,可选操作 B (选填“A”“B”或“C”)。
A.将电阻R1、R2的位置互换
B.用阻值为R0的完好电阻R3替换电阻R1
C.在电阻R2两端并联电压表V1
写出操作后电表的示数及对应的故障。 用R3替换R1后,闭合开关,若电压表的示数等于,则说明R1短路,若电压表的示数为0,则R2断路 。
【分析】电压表示数减小,原因是串联电阻增大、并联电阻减小或发生短路。
【解答】解:由图知两电阻串联,电压表测量电阻R1两端的电压,
(1)如果电阻R2短路,电阻R1两端的电压增大,电压表示数增大,不符合题意;
如果电阻R2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R1断路时,电压表与电源的两端相连,测量电源电压,电压表有示数,且电压表示数增大,不符合题意;
如果电阻R1短路,与电压表并联的电阻为零,分得的电压为零,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R2断路或电阻R1短路;
(2)A、将电阻R1和R2的位置互换,如果R2断路,电压表与电源的两端相连,测量电源电压,电压表的示数为U0;如果R1短路,电压表测量R2两端电压即电源电压,电压表示数也为U0,不能区分电阻R2断路还是电阻R1短路,故A不符合题意。
B、用R3替换R1后,闭合开关,若电压表的示数等于,则说明R1短路,若电压表的示数为0,则R2断路,故B符合题意;
C.在电阻R2两端并联电压表V1,如果电阻R2断路,则V1示数为U0;如果电阻R1短路,则V1示数也为U0,故C不符合题意;
故选:B。
综合分析,电表的示数及对应的故障:用R3替换R1后,闭合开关,若电压表的示数等于,则说明R1短路,若电压表的示数为0,则R2断路
故答案为:(1)电阻R1断路或电阻R2短路;
(2)B;用R3替换R1后,闭合开关,若电压表的示数等于,则说明R1短路,若电压表的示数为0,则R2断路。
【点评】用电压表判断电路故障时,如果有示数,说明与电压表串联的元件是完好的;如果无示数,说明与电压表串联的元件有断路,或与电压表并联的元件短路。
5.(2025•浦东新区二模)如图所示电路,电源电压为U0,已知电路中有一处故障,且只发生在R1或R2上。
(1)小明认为,闭合开关S后,无法通过电压表的示数来判断具体故障。你 支持 (选填“支持”或“不支持”)他的观点,请结合电压表的示数说明理由。 无论电压表有无示数,都是两种可能,不能确定故障 。
(2)小明设想经过下列操作,通过观察电压表示数在操作前后的变化情况来判断具体故障。其中可行的有 B 。
A.将R1与R2的位置互换
B.用一个完好的定值电阻R来替换R2
C.将一跟导线并联在R2两端
【分析】(1)由电路图可知,R1与R2串联,电压表测量R1的电压,发现电压表的有示数,可能是R1断路或R2短路。若电压表无示数,可能R2断路或R1短路,据此分析;
(2)根据方案分析故障。
【解答】解:(1)由电路图可知,R1与R2串联,电压表测量R1的电压,发现电压表的有示数,可能是R1断路或R2短路。若电压表无示数,可能R2断路或R1短路,每种情况都有两种可能,故无法进行判断;故支持原观点。
(2)A.将R1与R2的位置互换,无论哪种情况,电压表示数情况都会互换,因而不能确定故障;
B.用一个完好的定值电阻R来替换R2,如果原来电压表无示数,可能R2断路或R1短路,替换后有示数说明不是短路,则肯定是R2断路,如果原理有示数,可能是R1断路或R2短路,如果替换后电压表示数减小,则R2短路,示数不变是R1断路,故可以确定故障;
C.将一跟导线并联在R2两端,如果R1短路会造成电源短路,故此方法不可行。故选:B。
故答案为:(1)支持,无论电压表有无示数,都是两种可能,不能确定故障;
(2)B。
【点评】本题考查电路故障分析,属于难题。
6.(2025•嘉定区二模)在如图所示的电路中,电源电压为U0不变。闭合开关S后,电路正常工作,一段时间后,观察到电压表示数为U0。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。
(1)故障可能是 R1短路或滑动变阻器R2断路 ;
(2)为确定具体故障,小嘉提出三种方法:①闭合开关,移动滑动变阻器R2的滑片P;②用完好电阻R0替换R1,闭合开关;③将滑动变阻器R2与电压表位置互换,闭合开关。请选出可行的方法,写出观察到的电表示数(或示数变化情况)及对应的故障。 ② 。
【分析】(1)电路中电阻R1与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,电路工作一段时间后,电压表的示数为电源电压,电阻R1短路,滑动变阻器正常,或者电阻R1正常,滑动变阻器断路;
(2)①闭合开关,移动滑动变阻器R2的滑片P,不管是R1短路还是动滑动变阻器断路,电压表示数仍为U0;
②用完好电阻R0替换R1,闭合开关,若是R1短路引起,则用电阻R0替换R1,动电压表示数不再为U0,电压表示数要小于U0,若滑动变阻器断路故障,则电压表示数仍为U0;
③将滑动变阻器R2与电压表位置互换,闭合开关,电路连接方式和原电路等效,没有任何变化。
【解答】解:(1)电路中电阻R1与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,电路工作一段时间后,电压表的示数为电源电压,故障可能是电阻R1短路,滑动变阻器正常,或者电阻R1正常,滑动变阻器R2断路;
(2)①闭合开关,移动滑动变阻器R2的滑片P,不管是R1短路还是滑动变阻器断路,电压表示数仍为U0,故不能找出故障具体原因;
②用完好电阻R0替换R1,闭合开关,若是R1短路引起,则用电阻R0替换R1,电压表示数不再为U0,电压表示数要小于U0,若滑动变阻器断路故障,则电压表示数仍为U0,故可以判断具体的故障原因;
③将滑动变阻器R2与电压表位置互换,闭合开关,电路连接方式和原电路等效,没有任何变化,故不能判断具体的故障原因。
故 选②
故答案为:(1)R1短路或者滑动变阻器断路;
(2)②;判断方法和电压表的变化情况见解答。
【点评】本题考查了电路故障分析及判断方法。
7.(2025•崇明区二模)如图所示电路,电源电压大小始终为U0,固定电阻R1和滑动变阻器R2接入部分的电阻相同,若开关S闭合后电压表V1和V2的示数相同,电路中只有一处故障,且只发生在R1或R2上。
(1)则故障可能为 AD (选填对应选项的符号)。
A.电阻R1断路
B.电阻R2断路
C.电阻R1短路
D.电阻R2短路
(2)为进一步确定故障情况,小明用一个完好的电阻R0替换R1,且电阻R0与R1的阻值大小相同,当小明 向左或向右 (选填“向左”或“向右”)移动R2的滑片P时,请写出电压表V1和V2的示数情况(用所给符号来表示)及对应的故障 如果电压表V1示数不等于V2的示数,说明原来的电阻R1断路,如果仍相等,故R2短路。 。
【分析】(1)根据电压表V1和V2的示数相同,都等于电源电压分析故障;
(2)根据串联分压规律分析解答。
【解答】.解:(1)根据电压表V1和V2的示数相同,则都等于电源电压,故可能是R1断路或R2短路,故选:AD;
(2)用一个完好的电阻R0替换R1,向左移动滑片或向右移动滑片,如果电压表V1示数不等于V2的示数,说明原来的电阻断路,如果仍相等,故R2短路。
故答案为:(1)AD;(2)向左移动滑片或向右移动滑片,如果电压表V1示数不等于V2的示数,说明原来的电阻R1断路,如果仍相等,故R2短路。
【点评】本题考查电路故障的分析,属于中档题。
8.(2025•青浦区二模)在图示的电路中,电源电压为U0,电阻R1的阻值为R0,R2的阻值为2R0,电路中可能在R1或R2上存在一处断路故障。
(1)为了正确快速判断出电路中是否存在故障,电流表串联在 干路 (选填“R1支路”“R2支路”或“干路”)上最为合适。
(2)按上述电流表串联的位置,若存在故障,请写出开关S闭合前后,电流表的示数及对应的故障。 若电流表示数不变,为,则R1断路;断开开关,若电流表没有示数,再闭合开关,电流有示数为,则R2断路 。
【分析】将电流表接在干路上,通过开关的转换,电流可测支路的电流,也可测干路的电流,根据并联电路各支路可独立工作、互不影响及并联电路干路电流等于各支路电流之和分析回答。
【解答】解:(1)两电阻并联,为了正确快速判断出电路中是否存在故障,电流表串联在干路上最为合适。
(2)①断开开关,若电流表有示数(为),则R2正常;②若没有示数,则R2断路(R1正常);
再闭合开关,对①,若电流表示数变大(电流表测干路的电流,由并联电路电流的规律及欧姆定律可知,干路的电流为I1.5),则R1正常,两电阻都不存在断路,若电流表示数不变,为,则R1断路;对②若电流表没有示数,再闭合开关,电流有示数为,则R2断路。
故答案为:(1)干路;(2)若电流表示数不变,为,则R1断路;断开开关,若电流表没有示数,再闭合开关,电流有示数为,则R2断路。
【点评】本题考查确定电路中是否存在故障的方法,主要涉及并联电路的特点和规律。
9.(2025•闵行区二模)某小组同学按图示的电路图连接电路,闭合开关,电流表、电压表示数均大于零。他们讨论后认为根据止述现象无法确定电路中是否存在故障。
(1)甲同学思考后认为用一个阻值与R2不同的完好电阻R替换R2,根据替换前后 电压表 (选填“电压表”“电流表”或“任意一个电表”)的示数变化情况就能判断电路是否存在故障。请写出他的判断方法。 电压表示数不变,则R1短路,电压表示数改变,则没有故障 。
(2)乙同学思考后认为用一个完好的电阻R替换R1,也可以判断电路是否存在故障,但电阻R的阻值需要满足一定条件。下列符合条件的选项有 BC 。
A.R>R1
B.R=R1
C.R<R1
【分析】根据闭合开关,电流表、电压表示数均大于零分析故障,结合替换的电阻与欧姆定律分析解答;
【解答】解:根据闭合开关,电流表、电压表示数均大于零,说明电路是通路,如果有故障只能是局部短路,即R1短路,
(1)若用一个阻值与R2不同的完好电阻R替换R2,电路中的电阻发生改变,无论是否短路,则电流改变,如果短路,则电压表示数不变,不短路则电压表示数改变,故只能观察电压表示数。
(2)用一个完好的电阻R替换R1,如果没有短路,用相同电阻替换,都不变,如果短路了,相同电阻替换,则电流表和电压表不变,短路了都会减小,现象不同可以区分,如果用较大的电阻替换,电流表示数无论是短路还是正常,都是变小,电压表示数变小,不好区分,如果用较小的电阻替换,短路时,电流变大,电压表示数减小;如果正常,替换后电流增大,电压表示数变大,现象不同,可以区分,故选:BC。
故答案为:(1)电压表;电压表示数不变,则R1短路,电压表示数改变,则没有故障;
(2)BC。
【点评】本题考查串联电路故障的分析,属于中档题。
10.(2025•静安区二模)在图示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,移动变阻器R2的滑片P,电压表V的示数始终为零。
(1)若电路中有一处故障,且只发生在电阻R1或滑动变阻器R2上,则电路中的故障是 电阻R1短路(或变阻器R2断路) 。
(2)为判断该处故障,现有两种器材可供选择:(a)一根完好的导线;(b)一个完好的电阻R0。请你选择一个合适的器材来替换R1或R2,进行故障判断。
请写出你所确定的替换方案以及替换后电压表的示数情况及相应的故障。(只需要写出一种可行的方法) 用R0替换R2,闭合开关S,若电压表有示数,且小于电源电压,说明R2断路 。
【分析】(1)闭合开关S,移动变阻器R2的滑片P,电压表V的示数始终为零,说明电压表并联的电路短路或电压表与电源没有连通,据此分析;
(2)用导线或R0替换R2,据此分析。
【解答】解:(1)闭合开关S,移动变阻器R2的滑片P,电压表V的示数始终为零,说明并联的电路短路或电压表与电源没有连通,若电路中有一处故障,且只发生在电阻R1或滑动变阻器R2上,则电路中的故障可能是电阻R1短路或变阻器R2断路;
(2)为判断该处故障,用R0替换R2,闭合开关S,若电压表有示数,且小于电源电压,说明R2断路。
故答案为:(1)电阻R1短路(或变阻器R2断路);(2)用R0替换R2,闭合开关S,若电压表有示数,且小于电源电压,说明R2断路。
【点评】此题是一道故障分析题,解答时让学生根据实验现象来分析出故障的原因,从中培养了学生分析问题和解决问题的能力。
11.(2025•金山区二模)如图所示,小红在做“用电流表电压表测电阻”的实验,电源电压为U0且保持不变。开关S闭合前后,她发现两电表指针的位置均不发生变化。若电路中仅有一处故障,且只发生在开关S、R1或R2上。
为判断具体故障,有以下方案可选:
A.电流表和开关S互换位置。
B.电流表和电压表互换位置。
C.把电压表并联在R2两端。
请选择其中一项可行的方案 C (选填“A”“B”或“C”),并写出该方案中电压表和电流表的示数及其对应的故障: 闭合开关S,电流表无示数,若电压表有示数,说明滑动变阻器断路;若电压表无示数,说明是开关S断路 。
【分析】开关S闭合前后,她发现两电表指针的位置均不发生变化,说明电路可能断路,且电压表与电源没有连通,据此分析。
【解答】解:开关S闭合前后,她发现两电表指针的位置均不发生变化,说明电路可能断路,且电压表与电源没有连通;因电路中仅有一处故障,且只发生在开关S、R1或R2上,说明电路可能是开关S或R2断路,根据提供的方案,此时应将电压表并联在R2两端,即选择方案C;闭合开关S,电流表无示数,若电压表有示数,说明电压表并联的电路断路,即滑动变阻器断路;若电压表无示数,说明是开关S断路。
故答案为:C;闭合开关S,电流表无示数,若电压表有示数,说明滑动变阻器断路;若电压表无示数,说明是开关S断路。
【点评】此题是一道故障分析题,解答时让学生根据实验现象来分析出故障的原因,从中培养了学生分析问题和解决问题的能力。
12.(2025•徐汇区二模)在如图所示电路中,电源电压保持不变。电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R、灯L上。
①小王发现闭合开关前的电压表示数不为零,直接排除了一种故障: L断路 ,然后他闭合开关,发现闭合开关前后电压表指针位置不变,所以他又排除了第二种故障: R短路 。
②小王排除了两种故障后,用一个完好的灯L'替换灯L,闭合开关S,根据闭合开关后的灯L'的发光情况最终确定了故障情况,请写出闭合开关后灯L'的发光情况及其对应的故障: 如果灯泡发光,则灯L为短路;如果灯泡不发光,则电阻R断路 。
【分析】(1)根据开关闭合前后电路的变化、电压表示数的变化,逐一排除电路故障;
(2)根据闭合开关后的灯L'的发光情况可判断具体的电路故障。
【解答】解:①由图知电阻R与灯泡L串联,电压表测量电阻R两端电压,
闭合开关前,电压表示数不为零,说明电压表正负接线柱与电源正负极相连,故排除灯L断路;
闭合开关后,电压表指针位置不变,说明排除电阻R短路;
②换用完好的灯L′代替L,闭合开关S,电阻R与灯L′串联,
如果灯泡发光,说明电路为通路,电阻R完好,灯L为短路;
如果灯泡不发光,说明电路出现断路,电阻R断路;
故答案为:①L断路;R短路;②如果灯泡发光,则灯L为短路;如果灯泡不发光,则电阻R断路。
【点评】本题考查电路故障的判断,分析了多种故障情况,是一道好题。
13.(2025•虹口区二模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,两电表指针发生偏转,电压表示数为U0,电流表示数为I0。现电路中是否存在故障未知,若有故障,仅发生在电阻R1或R2上。为了作出判断,现用一完好的电阻R3替换电阻R1(R3的阻值为R1阻值的两倍)。小华认为仅通过观察电压表示数情况即可;小红认为仅通过观察电流表示数情况即可。你认为 小华和小红 的想法正确,理由是 若电压表示数不变,则R2短路;若电压表示数变大,则电路完好;若电流表示数为I0,则R2短路;若电流表示数不等于I0,则电路完好 。
【分析】由图知,定值电阻R1和R2串联,电流表测电路中的电流,电压表V测电阻R1两端的电压;
由题知,原电路中是否存在故障未知,若有故障,仅发生在电阻R1或R2上,且闭合开关S时,电压表示数为U0,电流表示数为I0,因电流表、电压表均有示数,则有故障时一定是R2短路,且由欧姆定律可得I0;
为了作出判断,现用一完好的电阻R3替换电阻R1,且R3=2R1;
分两种情况讨论(即电路完好、R2短路),结合欧姆定律和串联分压的规律分析对应电流表、电压表的示数变化情况。
【解答】解:由图知,定值电阻R1和R2串联,电流表测电路中的电流,电压表V测电阻R1两端的电压;
由题知,原电路中是否存在故障未知,若有故障,仅发生在电阻R1或R2上,且闭合开关S时,电压表示数为U0,电流表示数为I0,因电流表、电压表均有示数,则有故障时一定是R2短路,由欧姆定律可得电流表的示数一定为I0;
为了作出判断,现用一完好的电阻R3替换电阻R1,且R3=2R1;
Ⅰ、若电路完好,此时R3与R2串联,电流表测电路中的电流,电压表V测电阻R3两端的电压,
因R3>R1,则由串联分压的规律可知电压表示数会变大(即UV>U0),由欧姆定律可知此时电路中电流II0,即电流表示数不等于I0;
Ⅱ、若R2短路,则替换前后电路分别为R1的简单电路、R3的简单电路,电压表都测电源电压,电流表分别测R1、R3的电流,
所以,用R3替换R1后,电压表示数仍然为U0,替换前电流表的示数为I0,替换后电流表的示数为I′I0;
所以,仅通过观察电压表示数情况可判断电路有无故障以及故障类型,仅通过观察电流表示数也可判断电路有无故障以及故障类型,则小华和小红的想法都正确;
具体理由如下:
①若电压表示数不变,则R2短路;
②若电压表示数变大,则电路完好;
③若电流表示数为I0,则R2短路;
④若电流表示数不等于I0,则电路完好。
故答案为:小华和小红;若电压表示数不变,则R2短路;若电压表示数变大,则电路完好;若电流表示数为I0,则R2短路;若电流表示数不等于I0,则电路完好。
【点评】此题考查电流表、电压表在电路故障中的作用判断,要结合题意和两表特点进行分析。
14.(2025•松江区二模)如图所示,小明利用三节新的干电池探究“串联电路中电压的规律”,他将电压表并联在R1两端,闭合开关,发现电压表示数为4.5伏,若电路中只存在一处故障且只发生在R1或R2上,小明认为只需将电压表改接入 BD或CD 两点间,就可以确定故障。请写出开关所处的状态,电压表示数情况及对应的故障 断开开关,如果电压表示数为0,说明R1断路;闭合开关,如果电压表示数为0,说明R2短路 。
【分析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测量R1的电压,发现电压表的示数接近电源电压,可能是R1断路或R2短路。根据方案分析故障。
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测量R1的电压,发现电压表的示数接近电源电压,可能是R1断路或R2短路。
将电压表接在BD或CD两点间,断开开关,如果电压表示数为0,说明R1断路;闭合开关,如果电压表示数为0,说明R2短路。
故答案为:BD或CD;断开开关,如果电压表示数为0,说明R1断路;闭合开关,如果电压表示数为0,说明R2短路。
【点评】考查了电路故障分析,有一定难度。
15.(2025•黄浦区二模)现有三个电阻R1、R2、R3,其中一个短路,一个断路,一个完好。小华为了确定三个电阻的具体情况,选择合适的器材,进行如下操作:
(1)他按如图所示正确连接电路,闭合开关S,观察到电流表示数为0,电压表示数为6伏,则可以确定的具体情况是 R1断路 。
(2)在电路安全的条件下,小华选用上述器材,设计并连接电路确定另两个电阻的具体情况。请画出他的电路图,并写出闭合开关S后,电表示数情况及对应两个电阻的具体情况。
【分析】物理学中对于多因素或多变量的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题.每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。
【解答】解:(1)他按如图所示正确连接电路,闭合开关S,观察到电流表示数为0,说明电路有断路,电压表示数为6伏,说明与电压表并联的电阻断路,则可以确定的具体情况是R1断路。
(2)已知 R1 断路,要确定R2 和 R3的情况,可设计如下电路图:将R2、R3串联接入电路,电压表并联在R2两端,电流表串联在电路中,如下图所示。
若电压表有示数且接近电源电压,电流表有示数。此时R3短路,R2完好。因为R3短路,电路中电流只能通过R2和电流表形成回路,电压表测量的也是电源电压,所以有示数且接近电源电。
若电压表示数为零,电流表有示数。此时R2短路,R3完好。因为R2短路,相当于一根导线,电压表被短路,所以无示数,电流通过R3和短路的R2形成回路,即电流表有示数。
故答案为:(1)R1断路;(2)见解析。
【点评】控制变量法能排除干扰,直接显露单一因素对被研究对象变化的影响情况。
16.(2025•闵行区一模)电阻R1和R2的阻值规格均为2R0,电阻R3的阻值规格为R0。小王将R1和R2按如图所示方式连入电路中,闭合开关S,观察到电压表指针发生偏转;然后用R3替换R1,与替换前相比,电流表示数减小了I0。经过思考后,小王认为电路中存在故障。已知电路中的电源电压始终保持不变,3个电阻中只有1个电阻存在故障,请根据以上信息判断:
(1)电路中的故障可能是 R3断路(或R1短路) 。
(2)请写出替换后两电表示数及对应的故障。 电压表和电流表示数均为0,R3断路 。
【分析】(1)根据欧姆定律分析回答;
(2)根据电路连接和电表的使用分析回答。
【解答】解:(1)电阻R1和R2的阻值规格均为2R0,电阻R3的阻值规格为R0;小王将R1和R2按如图所示方式串联连入电路中,闭合开关S,观察到电压表指针发生偏转,说明电路是通路;用R3替换R1,因R3的电阻小于R1,根据电阻串联可知,电路总电阻减小,由欧姆定律可知,电路中电流应增大,而与替换前相比,电流表示数减小了I0,说明R3可能断路;
若R1短路,原电路为只有R2的简单电路,用R3替换R1,电路总电阻变大,由欧姆定律可知,电流表示数减小;
综上所述,电路中的故障可能是R3断路或R1短路;
(2)用R3替换R1后,R3和R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测R2两端电压;由(1)可知,R3断路,故电流表示数为0;此时电压表与电源没有连通,故电压表示数为0。
故答案为:(1)R3断路(或R1短路);(2)电压表和电流表示数均为0,R3断路。
【点评】此题是一道故障分析题,解答时让学生根据实验现象来分析出故障的原因,从中培养了学生分析问题和解决问题的能力。
17.(2025•崇明区一模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。当开关S闭合时,电路中发生故障,已知电路中仅有一处故障,且电路中故障只发生在电阻R1或R2上。
(1)若电路中的两个电表示数均不发生变化,则故障为 R1断路 ;
(2)若电路中的两个电表示数均发生变化,则故障为 R1短路 ;
(3)若电路中的两个电表仅有一个电表示数发生变化,请写出电流表A和电压表V的示数变化情况及对应的故障: 当R2短路时,电压表被短路无变化,电流表有变化;当R2断路时,电压表串联在电路中有变化,电流表没有变化 。
【分析】故障判断:
(1)在串联电路中:
当电路断路时:电压表测断路处的电压等于电源电压;测没断路的用电器的电压为零;电流表在任何位置都是零;
当电路短路时:电压表测短路处的电压等于零;测没短路的用电器的电压比原来增大;电流表示数变大;
(2)在并联电路中:
某支路断路时:电压表测断路两端电压、没断路的支路两端电压都等于电源电压;电流表测断路所在支路示数为零;测没断路的支路仍为原来的示数。
【解答】解:在如图所示的电路中,电源电压保持不变。当开关S闭合时,电路中发生故障,已知电路中仅有一处故障,且电路中故障只发生在电阻R1或R2上。则:
(1)若电路中的两个电表示数均不发生变化,则电路存在断路现象,且如果R2断路,电压表有示数,故障为R1断路;
(2)若电路中的两个电表示数均发生变化,则电路存在短路现象,且如果R2短路,电压表无示数,故障为R1短路;
(3)若电路中的两个电表仅有一个电表示数发生变化,电流表A和电压表V的示数变化情况及对应的故障:当R2短路时,电压表被短路无变化,电流表有变化;当R2断路时,电压表串联在电路中有变化,电流表没有变化。
故答案为:(1)R1断路;(2)R1短路;(3)见解析。
【点评】此题是一道故障分析题,解答时让学生根据实验现象来分析出故障的原因,从中培养了学生分析问题和解决问题的能力。
18.(2025•徐汇区一模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R或灯L上。
①小王同学只观察了小灯的亮暗情况之后,直接排除了一种故障: 电阻R短路 ,然后他又根据此时电流表的示数情况排除了第二种故障: 灯L短路 。
②小王同学排除了两种故障后,闭合开关S,根据闭合开关后的现象最终确定了故障情况,请写出闭合开关后灯L的发光情况、电表的示数变化情况及其对应的故障: 灯L发光,电流表示数变大,则R断路;灯L不发光,电流表示数不变(为0),则L断路 。
【分析】(1)分析灯泡亮暗可知,灯不亮有三种情况,亮只有一种情况,小王同学只观察了小灯的亮暗情况之后,直接排除了一种故障,可知排除的是灯亮时的故障情况,说明灯处于熄灭状态;在灯不亮的情况下,电流表无示数有两种情况,有示数只有一种情况,小王根据此时电流表的示数情况排除了第二种故障,说明所排除的是有示数时的故障。
(2)在灯不亮,电流表无示数的情况下,闭合开关,根据灯泡的发光情况和电流表是否变化可判断是灯泡断路还是电阻R断路。
【解答】解:由图知电阻R与灯泡L串联,电流表测量电路电流,
①灯泡如果不发光,故障类型有三种可能:电阻R断路、灯泡断路或者灯泡短路,不能判断具体故障类型;如果灯泡变亮,则故障类型只有一种,即电阻R短路,小王观察灯的亮暗,直接排除了一种故障,说明灯泡没有变亮,不可能是电阻R短路,所以直接排除的故障是电阻R短路;
在灯泡不发光的情况下,电流表示数为零,电路故障可能是电阻R断路或者灯泡断路,不能判断具体故障类型,而电流表示数变大,电路故障只能是灯泡短路,小王又根据此时电流表的示数情况排除了第二种故障,说明他排除的第二种故障是灯L短路;
②闭合开关S,电阻R被短路,如果是电阻R断路,则电流可以通过开关S和灯泡、电流表流动,灯泡发光,电流表示数变大;如果是灯L断路,由于电路仍然处于断开状态,则灯L不发光,电流表示数为零。
故答案为:①电阻R短路;灯L短路;②灯L发光,电流表示数变大,则R断路;灯L不发光,电流表示数不变(为0),则L断路。
【点评】本题考查电路故障的判断,分析了多种故障情况,是一道好题。
19.(2025•金山区一模)如图所示电路中,开关S闭合前后,电压表指针的位置不变。若电路中仅有一处故障,且只发生在R1、R2上(接线完好)。
为判断具体故障,有以下方案可选:
A.向左移动滑动变阻器R2的滑片。
B.将电压表接到滑动变阻器R2两端。
C.仅将导线a拆除。
请选择其中一项可行的方案 C(或A) ,并写出该方案对应的电压表的示数变化情况及其故障: 若电压表示数不变,则R2断路;若电压表示数变大,则R1短路(或:若电压表示数不变,则R1短路;若电压表示数变大,则R2断路) 。
【分析】由图知,R1、R2串联,电压表并联在定值电阻R1两端;
开关S闭合前,整个电路断路,电压表示数为0,其指针位置在零刻度线处;开关S闭合后,电压表指针的位置不变,其指针位置仍然在零刻度线处;
若电路中仅有一处故障,且只发生在R1、R2上,则可能是R1短路(同时电压表也被短路)导致电压表无示数,还可能是电压表与电源没有连通,即变阻器R2断路;据此结合所给方案进行判断。
【解答】解:由图知,R1、R2串联,电压表并联在定值电阻R1两端;
开关S闭合前,整个电路断路,电压表示数为0,其指针位置在零刻度线处;
开关S闭合后,电压表指针的位置不变,其指针位置仍然在零刻度线处;
若电路中仅有一处故障,且只发生在R1、R2上,则可能是R1短路(同时电压表也被短路)导致电压表无示数,还可能是电压表与电源没有连通,即变阻器R2断路;
①如果采用A方案(向左移动滑动变阻器R2的滑片),若R1短路,电压表始终被短路,则向左移动变阻器R2的滑片过程中,电压表始终无示数(即电压表示数不变);若R2断路,则向左移动变阻器R2的滑片过程中,当滑片“越过”断路位置时电路接通,电压表示数变大,所以能通过电压表示数的变化来判断电路故障,故该方案可行;
②如果采用B方案(将电压表接到滑动变阻器R2两端),若R1短路,电路为R2的简单电路,此时电压表测电源电压,则电压表有较大示数;若R2断路,此时电压表与电阻R1串联在电路中,电压表也测电源电压,则电压表也有较大示数,所以不能通过电压表示数的变化来判断电路故障,故该方案不可行;
③如果采用C方案(仅将导线a拆除),此时电压表与变阻器R2串联在电路中;在导线a拆除后,若电压表示数不变(即指针位置仍然在零刻度线处),则说明R2断路;若电压表示数变大,则说明R2是完好的,也能说明原电路中R1短路,故该方案可行;
故答案为:C;若电压表示数不变,则R2断路;若电压表示数变大,则R1短路(或:A;若电压表示数不变,则R1短路;若电压表示数变大,则R2断路)。
【点评】本题考查了电流表、电压表在判断电路故障中的应用,属于实验基本能力考查。
20.(2025•虹口区一模)在图示的电路中,电源电压保持不变。已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上。现在“a”处或“b”处接入一个电表,通过必要的操作,均能判断故障。小虹认为可接入一个电流表,小唐认为可接入一个电压表。
①你认为 A 的方案是可行的。
A.小虹
B.小唐
②选择方案后,当电表接入“b”处时,请写出必要的操作、电表示数的变化情况及其对应的故障。 如果电流表有示数,且移动滑动变阻器的滑片不变,说明滑动变阻器断路 。
【分析】(1)根据电流表串联分析;
(2)根据电流表是否有示数且能否改变分析。
【解答】解:(1)现在“a”处或“b”处接入一个电表,说明的串联在电路中,故只能是电流表,小虹正确;故选:A。
(2)当电表接入“b”处时,如果电流表有示数,且移动滑动变阻器的滑片不变,说明滑动变阻器断路。
故答案为:(1)A;(2)如果电流表有示数,且移动滑动变阻器的滑片不变,说明滑动变阻器断路。
【点评】本题考查电流表的使用与电路故障的分析,属于中档题。
21.(2025•黄浦区一模)在如图所示的电路中,电源电压为U0保持不变,闭合开关S,电路正常工作。一段时间后,电压表的示数为U0,已知故障只发生在电阻R1、R2中一个。
(1)用完好的电阻R0替换电阻R1,闭合开关S,写出电压表的示数及对应的故障。 若电压表示数变小,故障是R1断路;若电压表示数不变,故障是R2短路 。
(2)以下操作中,能通过电表的示数或示数变化情况判断出故障的是 AB 。(新接入的元件均完好)
A.在M处串联一个电流表
B.用电阻R0替换电阻R2
C.在电阻R1两端并联一根导线
【分析】根据电路图可知,两个电阻串联,电压表测量R1两端的电压,一段时间后观察到电压表示数为电源电压U0,故障是R1断路或R2短路;
①用完好的变阻器R0替换电阻R1,若电压表示数变小,故障是R1断路;若电压表示数仍然是U0,则故障是R2短路;
②A.在M处串联一个电流表,电流表示数为零,故障是R1断路,示数不为零,故障是R2短路;
B.用电阻R0替换电阻R2,电压表示数不变,故障是R1断路,示数变小,故障是R2短路;
C.在电阻R1两端并联一根导线,如果故障是R2短路,则会导致电源短路,不安全。
【解答】解:根据电路图可知,两个电阻串联,电压表测量R1两端的电压,一段时间后观察到电压表示数为电源电压U0,所以故障是R1断路或R2短路;
①用完好的变阻器R0替换电阻R1,闭合开关,若电压表示数为,即电压表示数变小,故障是R1断路;若电压表示数仍然是U0,则故障是R2短路;
②A.在M处串联一个电流表,电流表示数为零,故障是R1断路,示数不为零,故障是R2短路,故A能判断出故障;
B.用电阻R0替换电阻R2,电压表示数不变,故障是R1断路,示数变小,故障是R2短路,故B能判断出故障;
C.在电阻R1两端并联一根导线,如果故障是R2短路,则会导致电源短路,不安全,不可取,故选AB。
故答案为:①若电压表示数变小,故障是R1断路;若电压表示数不变,故障是R2短路;②AB。
【点评】本题考查电路故障的判断,难度中上。
22.(2025•杨浦区一模)在如图所示的电路中,电源电压不变。已知电路中有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。闭合开关S后,电流表指针发生偏转。
(1)电路中的故障可能是: R1或R2短路 。
(2)为了进一步判断故障发生的位置,现仅用一个完好的电阻R0替换电阻R1,电阻R0应满足的条件是 AC (请选择下列符合条件的选项),并写出选择的理由: 如果选用的电阻R0大于R1,当出现电流表A的示数变小时,可能是R1短路,也可能R2短路,则利用该电阻不能准确判断电路故障;所以,选用的电阻R0的阻值应小于或等于R1,才能根据电流表的示数变化情况准确判断电路故障 。(写出电表示数变化情况及对应的故障)
A.R0=R1
B.R0>R1
C.R0<R1
【分析】由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,闭合开关S后,电流表指针发生偏转,说明有电流,故障为短路;
若R1短路,则R0替换R1,电路的总电阻将变大,则电流表A的示数的将变小;若R2短路,则R0替换R1(R0小于或等于R1),电流表A的示数变大或不变。
【解答】解:(1)由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,闭合开关S后,电流表指针发生偏转,说明有电流,故障为R1或R2短路;
(2)若定值电阻R1短路,用R0替换R1时,由电阻的串联可知电路的总电阻将变大,则由欧姆定律可知电流表A的示数将变小;
若定值电阻R2短路,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大于R1,当出现电流表A的示数变小时,可能是R1短路,也可能R2短路,则利用该电阻不能准确判断电路故障;所以,选用的电阻R0的阻值应小于或等于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:AC。
故答案为:(1)R1或R2短路;(2)AC;如果选用的电阻R0大于R1,当出现电流表A的示数变小时,可能是R1短路,也可能R2短路,则利用该电阻不能准确判断电路故障;所以,选用的电阻R0的阻值应小于或等于R1,才能根据电流表的示数变化情况准确判断电路故障。
【点评】本题考查串联电路电路故障和欧姆定律的灵活运用。
23.(2025•宝山区一模)如图所示电路中,由于元器件出现故障,导致移动滑动变阻器滑片P的过程中,电压表的示数不变且不为零。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或滑动变阻器R2上。请写出移动滑片P的过程中,电流表示数变化情况及相应的故障: ①电流表有示数,电阻R1短路;②电流表示数为零,滑动变阻器R2断路 。
【分析】一般电路中出现故障有断路和短路两种现象,电路断路时,电流表示数为零,短路时,电流表有示数。
【解答】解:由图可知,电阻R1和滑动变阻器R2串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量R2两端的电压;
移动滑动变阻器滑片P的过程中,电压表的示数不变且不为零,说明电路中的故障可能是电阻R1短路,此时电流表有示数;也可能是滑动变阻器R2断路,此时电流表示数为零。
故答案为:①电流表有示数,电阻R1短路;②电流表示数为零,滑动变阻器R2断路。
【点评】本题考查了串联电路的故障分析,属于基础题。
24.(2025•浦东新区一模)有三个电阻R1、R2、R3,其中一个发生了短路故障,一个发生了断路故障,一个完好。
(1)小东将R1和R2分别连入ab和bc之间,如图所示。闭合开关后,他观察到电流表示数大于0,则R1和R2中一定有一个是 短路 的,另一个是 完好 的(均选填“短路”“断路”或“完好”)。
(2)为进一步确定R1、R2对应的具体情况,小东认为可以在ab之间再并联一个电压表。请帮他写出闭合开关S后电压表的示数以及R1、R2对应的具体情况。 把电压表并联在任何一个电阻两端,通电后,若电压表有示数,则该电阻为完好电阻,若电压表没有示数该电阻为短路电阻 。
【分析】(1)在串联电路中:当电路有断路时,电路中的电流表在任何位置都是零;
(2)通电后短路电阻两端电压是零,完好电阻两端有电压。
【解答】解:(1)在串联电路中:当电路有断路时,电路中的电流表在任何位置都是零,小东将R1和R2分别连入ab和bc之间,闭合开关后,他观察到电流表示数大于0,说明电路没有断路,故R1和R2一定有一个是短路,另一个完好电阻;
(2)通电短路电阻两端电压是零,完后的闭合电路电阻两端有电压,把电压表并联在如何一个电阻两端,若有电压则该电阻为完好电阻,若没有电压则给电阻为短路。
故答案为:(1)短路;完好;(2)把电压表并联在任何一个电阻两端,若电压表有示数,则该电阻为完好电阻,若电压表无示数,则该电阻为短路电阻。
【点评】本题考查了串联电路中电路的特点,欧姆定律的应用。
25.(2025•青浦区一模)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。
①闭合开关S,电压表示数 变小 ,电流表示数 变大 ;(均选填“变大”“不变”或“变小”)
②若闭合开关S,发现只有一个电表的示数发生变化,若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。 R1短路,电流表示数为,电压表示数不变为U0 。
【分析】当开关S闭合时,该电路为串联电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量R2两端的电压;开关S断开时,电压表测量电源电压;
列举出每个电阻的故障,然后得出答案。
【解答】解:①由图可知,开关S断开时,电压表测量电源电压,电流表无示数;当开关S闭合时,该电路为串联电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量R2两端的电压,所以电压表示数变小,电流表示数变大;
②若R2断路,开关S断开时,电压表测量电源电压,电流表示数为0;开关闭合后,电流表示数为0,电压表测量的是电源电压,没有电表示数会发生变化;
若R1断路,开关S断开时,两表都没有示数,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;
若R2短路,开关S断开时,电压表测量电源电压,电流表示数为0;开关闭合后,电流表示数变大,电压表示数为0,电流表和电压表示数都变;
若R1短路,开关S断开时,电压表测量电源电压,电流表示数为0;开关闭合后,电路中只有R2,电流表示数:I,电压表测量电源电压,电压表示数不变为U0,电流表和电压表只有一个示数变化;
故答案为:①变小;变大;②R1短路,电流表示数为,电压表示数不变为U0。
【点评】本题考查了学生利用电流表、电压表判断电路故障的分析能力,电路故障分短路和断路两种情况,平时做实验时试一试,多总结、提高分析能力。
26.(2025•松江区一模)在图示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,电路正常工作。一段时间后,电流表示数变小,若电路中仅有一处故障,且只发生在R1、R2上。用一完好的定值电阻R0替换R1(R0=R1),请写出替换前后电流表示数的变化情况及对应的故障。 电流表示数不变,说明R1完好,R2断路;如果电流表示数变化,则R1断路 。
【分析】根据可知,两个电阻并联,电流表测量干路电流,根据电流表示数变小分析故障,结合方案分析。
【解答】解:根据电路图可知,两个电阻并联,电流表测量干路电流,闭合开关S,电路正常工作;
一段时间后,观察到电流表示数变小,电路中仅有一处故障,说明某一个电阻断路;
用一完好的定值电阻R0替换R1(R0=R1);如果电流表示数不变,说明R1完好,R2断路;如果电流表示数变化,则R1断路。
故答案为:电流表示数不变,说明R1完好,R2断路;如果电流表示数变化,则R1断路。
【点评】本题考查并联电路故障分析,属于中档题。
27.(2025•嘉定区一模)在如图的电路中,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。一段时间后,观察到电流表示数变小。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。为判断出具体故障,有2种方案可选:
①用一个阻值为R0的完好电阻R3替换R1;
②将一个开关S1与电阻R1串联。
若有可行的方案,请写出相关的操作、观察到的现象及对应的故障;若无可行的,请说明理由。
【分析】根据图中两个电阻并联,电流表测量干路电流,根据电流表示数变小分析故障,结合方案分析。
【解答】答:图中两个电阻并联,电流表测量干路电流,闭合开关S,电路正常工作。一段时间后,观察到电流表示数变小,电路中仅有一处故障,说明某一个电阻断路,
①用一个阻值为R0的完好电阻R3替换R1;如果电流表示数不变,说明R1完好,R2断路;如果电流表示数变化,则R1断路;
②将一个开关S1与电阻R1串联,断开开关,电流表示数变为0,说明R1完好,R2断路;如果电流表示数不变,则R1断路。
【点评】本题考查并联电路故障分析,属于中档题。
28.(2025•长宁区一模)在如图所示的电路中,电源电压未知但始终保持不变,电阻R1、R2的阻值相等。闭合开关,发现电压表的示数不为零。
(1)根据上述现象,电路可能存在的情况是 ADE (多选)。
A.仅电阻R1断路
B.仅电阻R1短路
C.仅电阻R2断路
D.仅电阻R2短路
E.电路正常,各元件均完好
(2)为了进一步确定(1)中电路的具体情况,小明用一个阻值为R0的电阻替换电阻R1,仅通过电压表示数的变化情况就做出了判断。则所用电阻R0的阻值应 大于 R1的阻值(选填“大于”“等于”或“小于”),理由是: 用一个阻值为R0的电阻替换电阻R1,如果电压表的示数变小,则电阻R1断路;如果电压表的示数变大,则电路正常,各元件均完好;如果电压表不变,则电阻R2短路 。
【分析】(1)在串联电路中:当电路断路时:电压表测断路处的电压等于电源电压;测没断路的用电器的电压为零;电流表在任何位置都是零;当电路短路时:电压表测短路处的电压等于零;测没短路的用电器的电压比原来增大;电流表示数变大;(2)在并联电路中:某支路断路时:电压表测断路两端电压、没断路的支路两端电压都等于电源电压;电流表测断路所在支路示数为零;测没断路的支路仍为原来的示数。
【解答】解:在如图所示的电路中,电源电压未知但始终保持不变,电阻R1、R2的阻值相等。闭合开关,发现电压表的示数不为零。
(1)根据上述现象,电路可能存在的情况是:仅电阻R1断路,电压表示数为电源电压;或仅电阻R2短路,电压表示数为电源电压;电路正常,各元件均完好,电压表有示数,故选:ADE。
(2)为了进一步确定(1)中电路的具体情况,小明用一个阻值为R0的电阻替换电阻R1,则所用电阻R0的阻值应大于R1的阻值,理由是:用一个阻值为R0的电阻替换电阻R1,如果电压表的示数变小,则电阻R1断路;如果电压表的示数变大,则电路正常,各元件均完好;如果电压表不变,则电阻R2短路。
如果所选电阻相等,则不能区分电阻R2短路和各元件完好情况,因为若R2短路,用R0替换R1后,电压表示数将不变;R1、R2正常的情况时,用R0替换R1后,电压表示数也将不变;
如果所选R0的阻值小于R1的电阻,则不能区分电阻R1开路和各元件完好情况,因为若R1断路,用R0替换R1后,电压表示数将变小;R1、R2正常的情况时,用R0替换R1后,电压表示数也将变小;
故答案为:(1)ADE;(2)大于;用一个阻值为R0的电阻替换电阻R1,如果电压表的示数变小,则电阻R1断路;如果电压表的示数变大,则电路正常,各元件均完好;如果电压表不变,则电阻R2短路。
【点评】此题是一道故障分析题,解答时让学生根据实验现象来分析出故障的原因,从中培养了学生分析问题和解决问题的能力。
29.(2025•静安区一模)在如图所示的电路中,电源电压为U0,电阻R1的阻值、滑动变阻器R2连入电路的最大阻值均为R0。已知电路中仅有一处断路故障,且只发生在电阻R1、变阻器R2上。若对该电路进行一定的操作,可判断故障,请写出判断该电路故障所在的操作方法及判断结果。
操作方法: 移动滑动变阻器的滑片从右侧到中点,观察电流表示数是否改变 ;
判断结果: 改变是电阻R1发生了断路,不改变是滑动变阻器R2断路 。
【分析】根据并联互不影响结合滑动变阻的作用分析。
【解答】解:电阻R1的阻值、滑动变阻器R2连入电路的最大阻值均为R0,且是并联,仅有一处断路故障,且只发生在电阻R1、变阻器R2上。从右侧移动滑动变阻器的滑片到中点,观察电流表示数是否改变;改变是电阻R1发生了断路,不改变是滑动变阻器R2断路。
故答案为:移动滑动变阻器的滑片从右侧到中点,观察电流表示数是否改变;
改变是电阻R1发生了断路,不改变是滑动变阻器R2断路。
【点评】本题考查并联电路的故障分析,属于中档题。
30.(2025•奉贤区一模)在如图所示的电路中,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,电流表A的示数变小,已知故障只有一处,且发生在电阻R1或R2上,则此时电压表V的示数为 U ,故障可能是 R1断路或R2断路 。若选择一个完好的定值电阻R替换R2,并观察比较电流表替换前、后示数,则电阻R需要满足一定的条件才能确定故障。若R大于R2,判断能否确定故障并说明理由 能;若R1断路,当R>R2时,用R替换R2后,由于电阻增大了,根据欧姆定律可知,电路中的电流会变小,即电流表示数变小;若R2断路,用某完好的定值电阻R替换R2后,由于有电流通过R和R1,根据并联电路的电流特点可知,电流表示数会变大 。
【分析】根据电路图可知,两电阻并联,电流表测量干路电流,电压表测量并联电路两端电压;根据电流表和电压表的示数变化情况判断电路故障。结合替换前后的电流变化分析。
【解答】解:图中两电阻并联,电压表测量电源两端电压,始终不变,为U,电流表测量干路电流,一段时间后,电流表A的示数变小,说明电路中的总电流变小,电路中的总电阻变大,根据并联电路电阻规律可知,故障可能是并联电路中某一个电阻断路,即R1断路或R2断路;
若R1断路,当R>R2时,用R替换R2后,由于电阻增大了,根据欧姆定律可知,电路中的电流会变小,即电流表示数变小;若R2断路,用某完好的定值电阻R替换R2后,由于有电流通过R和R1,根据并联电路的电流特点可知,电流表示数会变大,故R大于R2,可以确定故障。
故答案为:U;R1断路或R2断路;能;若R1断路,当R>R2时,用R替换R2后,由于电阻增大了,根据欧姆定律可知,电路中的电流会变小,即电流表示数变小;若R2断路,用某完好的定值电阻R替换R2后,由于有电流通过R和R1,根据并联电路的电流特点可知,电流表示数会变大。
【点评】本题考查并联电路的故障分析,属于中档题。
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