第十四章 专题特训九 电路故障分析-【拔尖特训】2025-2026学年新教材九年级全一册物理(沪粤版2024)

79 专题特训九　电路故障分析 ▶ “答案与解析”见P34 类型一 串联电路故障分析 1. (2024·安庆期末)如图电路,当开关S闭合 后,两表均有示数,过一会儿发现电压表示数 突然变小,电流表示数突然变大。下列故障 判断可能的是 ( ) A. 灯L短路 B. 电阻R 短路 C. L灯丝断开 D. 电阻R 断开 (第1题) (第2题) 2. 如图所示电路,闭合开关,甲、乙两灯均发光, 两电表均有示数,过一会儿,观察到一个灯泡 突然熄灭,两只电表示数均增大,造成此现象 的原因可能是 ( ) A. 甲灯开路 B. 乙灯开路 C. 甲灯短路 D. 乙灯短路 3. 小慧在做电学实验时,不小心将电压表和电 流表的位置互换了,如图所示,若此时将开关 S闭合,则 ( ) A. 灯泡L正常发光 B. 电流表有示数 C. 电流表被烧毁 D. 电压表示数接近电源电压 (第3题) (第4题) 4. 如图所示,导线连接无误,闭合开关后两灯都 不亮,电压表有示数且接近电源电压,电流表 无示数,则其原因可能是 ( ) A. L1短路 B. L1开路 C. L2短路 D. L2开路 5. (2024·上海普陀一模)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 发现只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 ( ) (第5题) A. 若电压表示数不变,R1一定开路 B. 若电流表示数变小,R2一定开路 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 6. 两只相同的灯泡串联起来接入电路中,正常 工作。如果其中一只灯泡发生了开路,另一 只灯泡也不能工作。用一根导线或电压表与 其中一只灯泡并联,就能检测出发生开路的 灯泡。你认为用 (选填“导线”或“电 压表”)检测更好些,理由是 。 7. (2024·上海崇明二模)在如图所示的电路 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闭合开关后两电表的示 数及对应的故障: 。 (第7题) 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第十四章　欧姆定律 80 类型二 并联电路故障分析 8. 如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关S, 灯L1和L2均发光,一段时间后,一盏灯突然 熄灭,而电流表和电压表的示数都不变,出现 这一现象的原因可能是 ( ) (第8题) A. 灯L1开路 B. 灯L2开路 C. 灯L1短路 D. 灯L2短路 9. 如图所示的电路,闭合开关S后,只有一只灯 泡发光,两电流表示数相等,关于电路中可能 存在的故障,下列说法正确的是 ( ) (第9题) A. L1开路 B. L2开路 C. L1短路 D. L2短路 10. ★ 假设法 如图所示,灯L1、L2完全 相同,闭合开关S,只有一盏灯发光 且只有一个电表有示数,其故障可 能是 ( ) (第10题) A. L1短路 B. L2短路 C. L1开路 D. L2开路 11. 小敏连接两灯并联电路的情况如图所示。 当她“试触”时,发现电压表的指针不动、电 流表的指针很快向右偏转,两灯都不发光。 小红指出她在电路连接中有错误。若闭合 开关S,可能造成的后果是 ;现在请你只改接电路中的一根导 线,使电路连接完全正确。(在错接的导线 上画“✕”,然后画出正确的接线) (第11题) 类型三 故障检测 12. (2024·湖北模拟)小明同学在“探究串联电 路电压规律”的实验中,按如图所示的电路 图连接实物电路。闭合开关,发现灯L1 和 L2都不亮,小明用电压表逐一与元件并联, 以查找故障,测量得出Uab=6V、Ubc=0、 Ucd=0、Uad=6V;若电路只有一处故障,则 故障可能为 ( ) A. L1开路 B. 开关S接触不良 C. L2开路 D. 电池接触不良 (第12题) (第13题) 13. 如图所示的电路,电源电压恒定不变,闭合开 关S后,发现两只灯泡都不亮,电流表示数为 零。小明用一根导线检查电路故障,收集到 的数据及相关现象如表所示,则关于电路中 可能存在的故障,下列说法正确的是 ( ) 导线并联位置 a、b b、c c、d a、c b、d 电流表示数/A 0 0 0 0 0 L1发光情况 不亮 不亮 不亮 不亮 亮 L2发光情况 不亮 不亮 不亮 不亮 不亮 A. 灯泡L1和电流表A开路 B. 灯泡L2和电流表A开路 C. 只有灯泡L1开路 D. 只有灯泡L2开路 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(沪粤版)九年级 U I″= 9V 0.2A=45Ω ,根据串联电路电 阻的规律知,R2 的电阻R2'=R- R1=45Ω-25Ω=20Ω,由图丁知,驾 驶员呼出的气体每100mL中含有酒 精40mg。 4. 解析:(1) 由电路图知,压力传感器 和定值电阻串联接入电路,电压表测 定值电阻两端的电压;由表格可知,当 平板空载时,压力传感器的阻值为 70Ω,由欧姆定律可得 U0 R0= U-U0 R , 即1.5V R0 = 12V-1.5V 70Ω ,解得R0= 10Ω。(2) 平板上物体对平板的压力 FB=G=120N;由题知AB∶OB= 5∶1则OA∶OB=6∶1,由杠杆平衡 条件得,FA×OA=FB×OB,则杠杆 A 点受到的压力FA= 1 6FB= 1 6× 120N=20N,由于力的作用是相互 的,故 压 力 传 感 器 受 到 的 压 力 为 20N,由表格可知,压力传感器的阻值 R'=20Ω,串联电路总电阻等于各分 电阻之和,由欧姆定律得,I=UR总 = U R'+R0= 12V 20Ω+10Ω=0.4A ,由I= U R 得,此时电压表的示数U0'=IR0= 0.4A×10Ω=4V。(3) 将触点B 向 右移动3cm,设此时杠杆A 点受到的 压力为FA',由杠杆平衡条件可得 FA'×OA=FB×(OB+L)=FB× 1 6OA+L ,即 FA'×1.2 m = 120N× 16×1.2m+0.03m ,解得 FA'=23N,即杠杆A 点受到的压力 FA'=23N,由于力的作用是相互的, 可知传感器受到的压力为23N,此时 压力传感器的阻值R″=12.5Ω。因 为此时电压表示数和R0 的阻值不 变,所以由欧姆定律可知,电路中的电 流不变,仍然为0.4A,则此时的电源 电压U1=IR总'=I(R″+R0),即 U1=0.4A×(12.5Ω+10Ω),解得 U1=9V。 专题特训九　电路故障分析 1. A 解析:由图可知,电阻R 与灯 泡L串联,电压表测灯泡L两端的电 压,电流表测电路中的电流;当开关S 闭合后,两表均有示数,过一会儿发现 电流表示数突然变大,说明电路中电 流变大,没有开路故障,因此电路发生 短路现象;又因为电压表示数变小,所 以灯L短路(此时电压表测量导线两 端的电压,电压表示数减小为0)。故 选A。 2. C 解析:由图知,两灯泡串联,电 流表测量电路中的电流,电压表测量 乙灯两端的电压;闭合开关,甲、乙两 灯均发光,两电表均有示数,过一会 儿,观察到一个灯泡突然熄灭,此时电 路是通路,电流表示数变大,说明出现 了短路现象;电压表示数变大,说明电 压表测量的是电源电压,所以故障是 甲灯短路。故选C。 3. D 4. D 5. C 解析:闭合开关S,电路正常工 作。一段时间后发现只有一只电表的 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 路或开路。由电路图知,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开路,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正确。 6. 电压表 如果选择导线,可能会造 成另一只灯泡两端电压过高,从而烧 坏灯泡 解析:要检验灯泡故障,需要 将所选器材与其中的一只灯泡并联。 如果选择导线,可能会造成另一只灯 泡两端电压过高,从而烧坏灯泡,所以 用电压表更好。 7. 电压表示数为U,电流表示数为 U R0 ,电阻R2 短路 解析: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, 电流表测量电路中的电流,电压表测 量R1两端电压。故障最多有四种情 况:R1短路;R1 开路;R2 短路;R2 开 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 变大,则此时电流表示数I=UR0 ,所以 故障是R2短路。 8. A 9. B 解析:由图可知,该电路为并联 电路,电流表A测量干路中的电流, 电流表A1 测量通过灯泡L1 的电流; 闭合开关S后,只有一只灯泡发光,这 说明电路出现了开路现象(若灯泡短 路,则整个电路会短路,都不发光);两 电流表示数相等,这说明两个电流表 测量的是通过同一只灯泡的电流,则 故障是L2 开路。故B正确,A、C、D 错误。 10. D 解析:由图可知,两灯泡以并 联方式接入电路。若灯L1 短路,电 源、电压表、电流表、灯L2 都被短路, 电流表和电压表均无示数,故A不符 合题意;若L2 短路,电源、电压表、电 流表、灯L1 都被短路,电流表和电压 表均无示数,故B不符合题意;若L1 开路,只有L2 发光,电流表测量通过 L2的电流,电流表、电压表均有示数, 故C不符合题意;若L2 开路,灯L1 发光,电流表无示数,电压表有示数, 故D符合题意。 假设法在判断电路故障 问题中的应用 所谓假设法,就是依据题中的 已知条件或结论作出某种假设,然 后按照已知条件进行分析、判断, 根据出现的矛盾,适当调整,从而 得出正确的答案。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 43 11. 烧坏电源或电流表 如图所示 (第11题) 解析:如题图所示的电路发生短路,当 闭合开关S时,电流只通过电流表从 电源正极流回负极,故电路中的电流 很大,会烧坏电源或电流表。正确的 电路连接如图所示。 12. B 13. B 解析:由图可知,该电路为串 联电路;闭合开关S后,发现小灯泡不 亮,电流表无示数,说明电路中出现了 开路现象;导线接在b、d 位置时,电 流表无示数,L1 发光,L2 不发光,这 说明开路部分在b、d之间;导线接在 a、b位置、b、c位置、c、d位置、a、c位 置时,电流表示数为0,灯泡都不发 光,这说明电流表和灯泡L2都发生了 开路现象。故选B。 专题特训十　“非常规” 测电阻 1. 【方案一】 并联 并联 Rx = Ux U0 ·R0 【方案二】 滑动变阻器滑片 滑到最右端 Rx= Ux'R U-Ux' 评估交 流:(1) 二 (2) 方案二中在测量电压 时不需要换接电压表,测量电压更方 便 解析:【方案一】 两电阻串联,将 电压表并联在Rx 的两端,Rx 两端的 电压为Ux;然后将电压表并联在R0 两端,测出其两端的电压为U0,所以 通过Rx 的电流Ix=I0= U0 R0 ,Rx= Ux Ix= Ux U0 R0 = Ux U0 ·R0。【方案二】 待测 电阻Rx 和滑动变阻器R 串联,电压 表并联在Rx 的两端,当滑片在最左 端时,滑动变阻器接入电路的阻值最 大,电压表测量待测电阻两端的电压 Ux';当滑片在最右端时,滑动变阻器 接入电路的阻值为0,电压表测量电 源电压U;当滑片在最左端时,滑动变 阻器两端的电压U滑=U-Ux',此时 通过待测电阻的电流Ix'=I滑 = U滑 R = U-Ux' R ,所以待测电阻的阻值 Rx= Ux' Ix'= Ux' U-Ux' R = Ux'R U-Ux' 。 2. (1) ① S1 ② 闭合开关S1、S2,测 出干路电流I ③ I0R0 I-I0 (2) ① S1 ③ I2-I1 I1 ·R0 解析:(1) ① 闭合 开关S1,测出通过已知阻值的定值电 阻R0 的电流I0。② 闭合开关S1、 S2,测出干路电流I。③ 由并联电路 电流特点可知,通过待测电阻Rx 的 电流Ix=I-I0,由欧姆定律可得, U=I0R0=IxRx=(I-I0)Rx,所以 Rx= I0R0 I-I0 。(2) ① 当开关S1 闭合 时,两电阻串联,电流表测量电路中的 电 流,示 数 为 I1,电 源 电 压 U = I1(R0+Rx)。② 当开关S1、S2 都闭 合时,Rx 被短路,只有R0 接入电路, 电流表测量通过R0 的电流,电流表 示数为I2,电源电压U=I2R0。③ 由 于电 源 电 压 恒 定,则 有 I1(R0 + Rx)=I2R0,所以待测电阻 Rx = I2-I1 I1 ·R0。 3. I1R I2-I1 解析:因串联电路中的总 电压等于各部分电压之和,且电源的 电压恒定,当滑片移至A 端时,电路 为Rx 的简单电路,电路中的电流为 I2,所以电源电压U=I2Rx ①;当 滑片移至B 端时,Rx 与滑动变阻器 的最大阻值串联,电路中的电流为I1, 所以电源电压U=I1(Rx+R) ②; 联立①②,解得Rx= I1R I2-I1 。 4. (1) 右 (3) 不调节 (4) 25 解析:(1) 为保护电路安全,应将滑动 变阻器的滑片移到最右端。(4) 由于 电源电压保持不变,滑动变阻器接入 电路的阻值不变,电压表示数不变,因 此待测电阻的阻值等于电阻箱的阻 值,待测电阻Rx 的阻值为25Ω。 5. (1) BDCA (2) 适当增加电池的 节数 (合 理 即 可) (3) 205 解析:(1) 为保护电路,闭合开关前, 应使电阻箱连入电路的电阻最大,然 后使待测电阻与定值电阻、电流表串 联接入电路中,记下电流表示数;通过 开关的转换,再使电阻箱与定值电阻、 电流表串联接入电路中,调节电阻箱 的阻值,使电流表的示数不变,由等效 替代法可知,电阻箱的阻值即待测电 阻的阻值,故上述步骤的合理顺序是 BDCA。(3) 按照合理步骤,若在步骤 C中,将电阻箱的阻值调到62Ω,电阻 箱与定值电阻R0 串联,由串联电路 的电 阻 规 律 可 知,电 路 的 总 电 阻 R串联1=R+R0=62Ω+81Ω=143Ω; 步骤D中,待测电阻与定值电阻R0 串联,由串联电路的电阻规律可知,电 路的总电阻R串联2=Rx+R0=Rx+ 81Ω;若在步骤C中电流表的示数恰 好是步骤D中电流表示数的2倍,根 据I=UR 可知,在电压不变时,电流与 电阻成反比,故有Rx+81Ω 143Ω =2 ,解得 待测电阻的阻值Rx=205Ω。 6. D 解析:由 A图可知,当S1 闭 合、S2断开时,该电路为R0 的简单电 路,电流表测通过R0 的电流,由电流 表可读出此时的电流为I0;由欧姆定 律可知,R0两端的电压U0=I0R0,即 电源电压U=U0=I0R0;当S1 和S2 均闭合时,该电路为R0和Rx 的并联 电路,电流表测干路的电流,可读出此 时电流表的示数为I;由并联电路的 电流特点可知,通过Rx 的电流Ix= I-I0,由I= U R 可知,Rx= U Ix = I0R0 I-I0 ,因此该电路可以测出未知电 阻Rx 的阻值。由B图可知,当S1 和 S2均闭合时,Rx 被短路,电路为R0 的简单电路,电流表测电路中的电流, 由电流表读出此时的电流为I0;由欧 姆定律可知,R0 两端的电压U0= I0R0,即电源电压U=U0=I0R0;当 S1 断开、S2 闭合时,该电路为R0 和 Rx 的串联电路,电流表测电路中的电 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 53