第十三章 专题特训五 电路故障的分析与判断&跨学科实践-【拔尖特训】2025-2026学年新教材九年级上册物理(苏科版2024)

63 专题特训五　电路故障的分析与判断 ▶ “答案与解析”见P28 类型一 串联电路类 1. 如图所示的电路中,闭合开关S,灯 泡L1、L2 的连接方式为 (串联/并联)。闭合开关S后,两灯 泡均亮,两电表均有示数,过一会儿某只灯泡 由于发生故障而熄灭,电流表有示数,电压表 示数为零,则故障原因是 。 (第1题) (第2题) 2. (2023·达州)如图所示,电源电压不变,闭合 开关S,灯泡L1、L2都发光。一段时间后,由 于某只灯泡发生故障,使两灯泡都熄灭,且电 流表的示数为零,电压表的示数变大,则下列 说法中,正确的是 ( ) A. 灯泡L1和L2发光时,两灯泡并联 B. 两灯泡熄灭是由灯泡L2断路造成的 C. 两灯泡熄灭是由灯泡L1断路造成的 D. 两灯泡熄灭是由灯泡L2短路造成的 3. (2023·烟台)在电学实验中,遇到电路故障 时常用电压表来检测。如图所示,电源电压 恒为4.5V,闭合开关后两灯均不亮,用电压 表先后测得ad、ac 和ab 两端的电压均为 4.5V,则故障可能是 ( ) (第3题) A. 灯L1断路 B. 灯L2断路 C. 灯L1短路 D. 灯L2短路 4. ★ 假设法 (2024·达州)如图所示,闭合开关 后,电路正常工作。其中一盏灯突然熄灭,两 个电表的示数均变大,则该电路发生的故障 可能为 ( ) (第4题) A. L1短路 B. L2短路 C. L1断路 D. L2断路 5. ★ 穷举法 如图所示的电路中,电源电压保持 不变。闭合开关S后,电路正常工作,过了一 会儿,三个电表中有一个电表的示数变大、一 个电表的示数变小,则下列判断中,正确的是 (导线无故障) ( ) A. 电流表 A的示数可能变小,灯L一定 熄灭 B. 电流表 A的示数一定变大,灯L可能 熄灭 C. 电压表V2 的示数可能变大,灯L可能 熄灭 D. 电压表V2 的示数一定变小,灯L一定 熄灭 (第5题) (第6题) 6. 如图所示的电路中,闭合开关S,灯L不亮, 电压表V有示数。已知电路中各处均接触 良好,除灯L和电阻R 外,其余元件均完好。 (1) 由此判断该电路中存在的故障可能是 。(请将两种可能 填写完整) (2) 为进一步确定故障,小明同学将一个电 流表正确串联在如图所示的电路中,闭合开 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第十三章　简单电路 64 关S,观察电流表的示数。若电流表有示数, 说明故障是 ;若电流表无示数, 说明故障是 。 (3) 为进一步确定故障,小明同学将电压表 V1正确并联在灯L的两端。请判断他能否 查找出电路的故障,并说明理由: 。 类型二 并联电路类 7. 如图所示的电路中,当闭合开关S后,电压 表、电流表的示数均正常,一段时间后电流表 A1、A2突然满偏,请你分析电路出现的故障: 。 (第7题) (第8题) 8. (2024·东营)如图所示,电源电压不变,闭合 开关S,灯泡L1、L2都发光。一段时间后,其 中一只灯泡突然熄灭,而电压表示数不变,电 流表示数几乎为零,由此判断发生故障的原 因可能是 。 9. 如图所示,电源电压不变,闭合开关S,灯泡 L1、L2都发光,一段时间后,其中一只灯泡突 然熄灭,而电流表和电压表的示数都不变,则 产生这一现象的原因可能是 ( ) A. 灯泡L1断路 B. 灯泡L1短路 C. 灯泡L2断路 D. 灯泡L2短路 (第9题) (第10题) 10. 如图所示的电路中,电源电压恒定,闭合开 关S后,L1、L2都亮,一段时间后,有一盏灯 突然熄灭,电流表无示数,电压表有示数。 电路故障可能是 ( ) A. L1短路 B. L1断路 C. L2短路 D. L2断路 11. 如图所示的电路中,开关S闭合后,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,下列说法中可能正确的是 ( ) A. 电路完好 B. L1的灯丝断了 C. L2的灯丝断了 D. L3的灯丝断了 (第11题) (第12题) 12. 如图所示的电路中,R1、R2 是定值电阻,开 关S闭合一段时间后,电流表的示数突然减 小。用电压表检测电路,当电压表接a、b两 点时,电压表有示数;接b、c两点时,电压表 无示数。故障原因可能是 ( ) A. 仅R1断路 B. 仅R2断路 C. 电流表断路 D. ac导线断路 13. 如图所示的电路中,电源电压保持 不变。灯L1、L2 可能出现了断路 故障,闭合开关S后,正确的判 断是 ( ) (第13题) A. 若只有一盏灯亮,则两个电表的示数一 定大于零 B. 若只有一盏灯亮,则三个电表的示数一 定大于零 C. 若两灯均不亮,则两个电表的示数可能 大于零 D. 若两灯均不亮,则三个电表的示数可能 均为零 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(苏科版)九年级上 65 跨学科实践 ▶ “答案与解析”见P29 1. 如图所示,在烧杯中加入盐水,然后 将连在电压表上的铜片和锌片插入 盐水中,这样就制成了一个盐水电 池。观察电压表的接线位置和指针偏转可 知:锌片是盐水电池的 极,电池的电 压为 V,负电荷不断地向锌片聚集, 盐水中电流的方向是 。 (第1题) (第2题) 2. (2024·淮安)如图所示,取一个橙子,把铜 片、铁片插入其中,制成一个水果电池。 (1) 用电压表测量电压,该水果电池电压为 V,水果电池是将 能转化 为电能。 (2) 该水果电池的正极是 (铁片/ 铜片)。 (3) 为获得更高的电压,可以将多个水果电 池 联。 3. 小明自制“伏打电堆”并连接了如图所示的电 路,闭合开关S,小灯泡发光,电压表指针右 偏,则下列说法中,正确的是 ( ) (第3题) A. 金属B 是电源的负极 B. “伏打电堆”将电能转化为化学能 C. 若小灯泡断路,则电压表无示数 D. 若断开开关,金属A、金属B 之间有电压 (第4题) 4. 物理兴趣小组进行“探究水果 电池电压”的实验,小明用铜片 和锌片作电极插入较小的柠檬 中,制成了一个水果电池,如图所示。小华用 铜片和铝片插入较大的柠檬中,也制成了一 个水果电池。他们分别连接相同的电压表, 小华连接的电压表示数比小明的要大一些。 在查阅资料得知水果电池的电压与电极间距 离、电极插入水果的深度有关的基础上,他们 又提出如下猜想: 猜想一:水果电池的电压可能与水果的大小 有关。 猜想二:水果电池的电压可能与电极的材料 有关。 (1) 为了验证猜想一,小明用同一个柠檬制 成水果电池,沿着电极插入的方向不断慢慢 地切去外侧的部分柠檬,分别测出电压,实验 数据如表一所示: 表 一 柠檬大小 一个 大半个 半个 小半个 电压U/V 0.80 0.80 0.80 0.80 分析表中数据,说明猜想一是 (正 确/错误)的。 (2) 为了验证猜想二,小华用铜片作电池的 一个电极,分别用外形相同的锌、铝、铁金属 片作电池的另一个电极,将金属片电极插入 柠檬中,并保持 和 相同,分别测出电 压,实验数据如表二所示: 表 二 电极材料 铜和锌 铜和铝 铜和铁 电压U/V 0.80 0.60 0.46 分析表中数据,得到的结论是 。 (3) 小明先将柠檬压在桌面上滚了几下,再 制成水果电池,测出电压达到1.0V,据此请 你提出一个有价值、可探究的问题: ? 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第十三章　简单电路 入,从负接线柱流出,此时导线cd 中 的电流方向为从d到c。 11. 0.2 2.8 电流表A1 解析:闭 合开关S1、S2时,灯L1、L2并联,电流 表A1测灯L1 的电流,电流表A2 测 干路电流,I2=I-I1=0.5A- 0.3A=0.2A,电压表 V的示数为 2.8V,则灯L2两端的电压为2.8V, 由并联电路电压特点可知灯L1 两端 的电压为2.8V;开关S1断开时,仅灯 L1工作,两电流表都测灯L1 的电流, 电流表A1的示数不变,电流表A2 示 数减小,电压表V并联在灯L2 两端, 示数减小为0。 12. 从电源正极开始,电流经电流表 A后分成两条支路,一条支路经灯泡 L1和电流表A2 回到电源负极,另一 条支路经电流表A1 后又分成两条支 路,一条经灯泡L2 和电流表A2 回到 电源负极,另一条经灯泡L3回到电源 负极,因此灯泡L1、L2、L3 并联;电流 表A测干路的电流,电流表A1 测通 过灯泡L2和L3 的电流之和,电流表 A2测通过灯泡L1和L2的电流之和, 如图所示为等效电路图,若通过灯泡 L1、L2、L3 的电流分别为I1、I2、I3, 根据并联电路的电流特点可知,I1+ I2+I3=2A,I2+I3=1A,I1+I2= 1.4A,由此得出通过灯泡L1、L2、 L3的电流分别为1A、0.4A、0.6A (第12题) 并联电路电流计算的要领 有关并联电路电流的计算,首 先要分析电路结构,明确电表所测 的对象,然后运用并联电路的电流 规律进行解答。 专题特训五　电路故障的 分析与判断 1. 串联 L2 短路 解析:由题图可 知,闭合开关后,灯泡L1、L2 串联。 电流表测量电路中的电流,电压表测 量灯泡L2 两端的电压,两灯泡均亮, 两电表均有示数,过一会儿某只灯泡 由于发生故障而熄灭,电流表有示数, 说明电路中没有发生断路,电压表无 示数,说 明 与 电 压 表 并 联 的 灯 泡 L2短路。 2. C 解析:由图可知,开关闭合后, 两只灯泡串联在电路中,故A错误; 电流表测量电路中的电流,电压表测 量的是L1 两端的电压。某灯泡发生 故障,两灯泡都熄灭,电流表的示数为 零,说明电路出现了断路现象,电压表 的示数比原来还大,说明电压表和电 源之间是接通的,即测量的是电源电 压,所以故障是与电压表并联的灯泡 L1断路,故B、D错误,C正确。 3. A 解析:由电路图可知,灯L1 与 L2 串联,闭合开关后两灯均不亮,说 明电路出现断路故障。若用电压表测 得ab两端的电压为4.5V,说明电压 表的正、负接线柱与电源的正、负极形 成通路,则电路中与电压表并联的 L1断路,A符合题意。 4. A 解析:电路为L1 和L2 的串联 电路,电压表测量L2 两端电压,电流 表测量整个电路电流。若L1短路,两 电表示数变大,A正确;若L2短路,电 压表示数变为零,B错误;若L1 或 L2断路,两灯都熄灭,电流表无示数, C、D错误。 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 后按照已知的条件进行分析、判 断,根据出现的矛盾,进行适当调 整,从而得出正确的答案。本题的 分析采用了假设法。 5. A 解析:在本题的电路中,因电压 表V1 始终测的是电源电压,故其示 数不会变化。闭合开关S后电路正常 工作时,灯L与R 串联,电流表A测 电路中的电流,电压表V2 测灯L两 端的电压。过一会儿,引起电流表A 和电压表V2 的示数发生变化的原因 有下列四种可能:① 灯L断路,此时 电流表A的示数变小,电压表V2 的 示数变大;② 灯L短路,此时电流表 A的示数变大,电压表V2 的示数变 小;③ R 断路,此时电流表A与电压 表V2的示数都变小;④ R 短路,此时 电流表A与电压表V2 的示数都变 大。据 题 意,电 流 表 A 与 电 压 表 V2这两个电表的示数一个变大、一个 变小,所以只存在①②两种可能,而在 这两种可能的情况下,灯L都熄灭, 故A正确。 穷举法在分析和判断 电路故障中的应用 当某一问题有几种可能而一 时难以确定时,可逐一尝试,直到 尝试的结果与已知的条件和结论 相符时为止,这种方法称为穷举 法。本题的分析采用了穷举法。 6. (1) 灯L短路或电阻R 断路 (2) 灯L短路 电阻R 断路 (3) 不 能,在灯L短路或电阻R 断路的情况 下,电压表V1均无示数 解析:(1) 题 图所示的电路中,“灯L不亮”说明灯 L中无电流。有两种情况会造成灯L 中无电流:一是电路断路;二是灯L 短路。若电路断路,题中已说明“除灯 L和电阻R 外,其余元件均完好”,若 灯L断路,则电路如图(a)所示,此时 电压表左侧接线柱与电源不是连通 的,电压表无示数,与题意不符,排除 灯L断路的可能;若电阻R 断路,则 电路如图(b)所示,此时电压表的两个 接线柱与电源正、负极是连通的,电压 表有示数(且近似等于电源电压),符 合题意,有可能;若灯L短路,则电路 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 82 如图(c)所示,此时电压表有示数(等 于电源电压),符合题意,有可能。 (2) 因为在图(b)中,电路中无电流; 在图(c)中,电路中有电流,所以可以 在电路中串联一个电流表来确定故障 是图(b)还是图(c)。(3) 若用电压表 V1与灯L并联,如图(d)(e)所示,则 电压表V1 均无示数,所以无法判断 故障。 (第6题) 7. 灯泡L1 短路 解析:由图可知电 路为并联电路,电压表测量电源电压, 电流表A1 测量通过灯泡L1 的电流, 电流表A2 测量干路电流,由于发生 故障之前电压表与电流表的示数均正 常,一段时间后两电流表突然满偏,说 明灯泡L1短路。 8. L2 断路 解析:两灯泡并联,电流 表测通过L2的电流,电压表测电源电 压;电流表示数几乎为零,说明该支路 出现故障,电压表有示数,则可能是 L2断路。 9. C 解析:根据电路图进行分析,电 流表测量通过L1的电流,电压表测量 的是电源电压。如果L1断路,此时电 压表示数不变,电流表示数减小。如 果灯泡L1 短路,电源短路,两灯泡都 熄灭。如果灯泡L2断路,电流表和电 压表示数都不变。如果灯泡L2短路, 电源短路,两灯泡都熄灭。故C符合 题意。 10. D 解析:在题图所示的电路中, 闭合开关S后,L1、L2 并联,电流表与 L2 串联,电压表测的是电源电压,一 段时间后,若L2 断路,则L2 突然熄 灭,电流表无示数,电压表有示数,且 示数未变,产生题述现象。 11. B 解析:由图可知,三只灯泡并 联,A1 测通过L1、L2、L3 的总电流, A2测通过L2、L3 的总电流,A3 测通 过L3的电流。若电路完好,由并联电 路的电流规律可知,I1>I2>I3,故A 错误;若L1的灯丝断了,则通过L1支 路的电流为零,由并联电路的电流规 律可知,I1=I2> I3,故B正确;若 L2的灯丝断了,则通过L2 支路的电 流为零,此时A2、A3 都测通过L3 的 电流,由并联电路的电流规律可知, I1>I2=I3,故C错误;若L3 的灯丝 断了,则通过L3 支路的电流为零,即 I3=0,故D错误。 12. D 解析:根据电路图可知,定值 电阻R1、R2并联,电流表测量的是干 路电流; 开关S闭合一段时间后,电 流表示数突然减小,说明电路出现了 断路;当电压表接a、b两点时,电压 表有示数,说明a到电源的负极与b 到电源的正极之间是接通的;电压表 接b、c两点时,电压表无示数,说明c 到电源的负极或b到电源的正极之间 是断开的,由前面的分析过程可知a 到电源的负极、b到电源的正极之间 是接通的,故可能是ac导线出现了 断路。 13. A 解析:若只有一盏灯亮,说明 有一盏灯断路,不论哪盏灯断路,对电 源电压无影响,所以电压表 V有示 数,大于零;一盏灯断路,另一盏灯正 常,所以干路的电流表A1 有示数,大 于零;若灯L2 断路,则电流表A2 无 示数,若灯L1 断路,则电流表都有示 数,故A正确,B错误。若两灯均不 亮,说明两盏灯都发生断路,因此两电 流表 A1、A2 都无电流通过,示数为 零,电压表V仍然测量电源电压,有 示数,示数大于零,故C、D错误。 跨学科实践 1. 负 0.6 从锌片流向铜片 2. (1) 0.6 化学 (2) 铜片 (3) 串 3. D 解析:由题意可知,电压表指针 右偏,说明电流从电压表正接线柱流 入,从负接线柱流出,则金属B 是电 源的正极,故 A错误;自制“伏打电 堆”并连接了如图所示电路,闭合开关 S,小灯泡发光,“伏打电堆”是提供电 能的装置,将化学能转化为电能,故B 错误;闭合开关,若小灯泡断路,电压 表仍接在电源的两极上和电源形成通 路,所以电压表有示数,故C错误;金 属A 与金属B 之间的电压是始终存 在的,与电路是否接通无关,故D正确。 4. (1) 错误 (2) 电极插入的深度 插入后两电极间的距离 在电极插入 的深度和电极间的距离一定时,水果 电池的电压与电极的材料有关 (3) 水果电池的电压与水果中汁液的 多少有什么关系 解析:(1) 表一中 的数据表明,柠檬的大小变化时,柠檬 电池电压的大小不变,即水果电池的 电压与水果的大小无关,说明猜想一 是错误的。(2) 因为水果电池的电压 大小与电极插入的深度、电极间的距 离有关,所以根据控制变量法的要求, 为了验证猜想二,将金属片电极插入 柠檬中时,要保持电极插入的深度和 电极间的距离相同。分析表二中的数 据,可得到的结论是在电极插入的深 度和电极间的距离一定时,水果电池 的电压与电极的材料有关。(3) 可提 出一个有价值、可探究的问题是水果 电池的电压与水果中汁液的多少有什 么关系。 第十三章整合拔尖 ［高频考点突破］ 典例1 开关 短路 解析:由题意 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 92