专题13 串联电路故障分析（共39题）2026年上海市中考物理一模二模专项复习

专题13 串联电路故障分析 一、串联电路故障简介 1．串联电路发生的故障在大多情况下，都是用电器（小灯或电阻）出现了短路和断路。短路实际上就是它的电阻减小变为零（相当于一条导线）；断路就是该处电阻变为无穷大（相当于断开的开关），该处无电流通过。 2．串联电路的单故障 如下图所示，小灯与电阻串联，发生单故障时（即“一好一坏”）有四种情况：R断路；R短路；L断路；L短路。 3．串联电路的双故障（一般情况下不考） 串联电路双故障有3种情况：R和L都断路；R断路且L短路；R短路且L断路。 二、分析此类题目常用到的知识 1．在分析时，电流表的电阻可以认为是零（即把它当作一条导线处理）；电压表的电阻可以认为为无穷大（即把它当作断路处理）。 2．利用欧姆定律和串、并联电路规律分析，电源电压可以认为是不变的。 3. 注意在写电表示数情况时，有两种典型情况：一是根据题目要求写变化情况，如“变大”、“变小”或“不变”等；二是要写示数具体多大，通过计算得出，大多用给出的已知字母表示。 4. 大多数题目，根据电表示数的变化情况或小灯的发光情况进行分析判断。 三、电路故障对于电流表、电压表示数的影响 如图所示，电源电压为U0，电阻R和电灯串联接入电路，闭合开关后，电路正常工作，小灯发光；过一段时间，R1或R2有一个出现故障，分析电流表、电压表示数的变化情况。 （1）当电灯L短路时，此时的电路等效于图1；此时RL=0，电流表A的示数为：I=U/R，电压表V的示数为电源电压U0，小灯不发光； 图1 图2 （2）当电灯L断路时，此时的电路等效于图2；此时电路断开，所以电流表A的示数为0，电压表V的示数为0，小灯不发光； （3）当电阻R短路时，此时的电路等效于图3；此时R=0，电流表A的示数为I=U/RL；电压表被短路，示数为0，小灯发光。 图3 图4 （4）当电阻R断路时，此时的电路等效于图4；电压表与灯串联在电路中，因为电压表V自身的电阻很大，几乎不通电，所以电路中无电流，电流表A的示数为0；电源电压基本被电压表分掉，可以认为电压表的示数为电源电压U，此时小灯不发光。 四、串联电路故障情况一览表（仅以图示电路分析） 电路图 电表示数 故障 A V1 V2 有示数 无示数 有示数（电源电压） R1短路 有示数 有示数（电源电压） 无示数 R2短路 无示数 有示数（电源电压） 无示数 R1断路 无示数 无示数 有示数（电源电压） R2断路 五、方法技巧 如图所示，电源电压为不变，闭合开关后，电路正常工作；过一段时间，R1或R2有一个出现故障。 解题思路：R1或R2有一个出现故障，则最多有四种情况：R1短路；R1断路；R2短路；R2断路。 要对四种情况逐一分析，判断发生每一种故障时电表示数的变化情况。 ①R1短路：此时，电流表A的示数变大；电压表V1的示数变小（为0）；电压表V2的示数变大（为电源电压）； ②R1断路：此时，电流表A的示数变小（为0）；电压表V1的示数变大（为电源电压）；电压表V2的示数变小（为0）； ③R2短路：此时，电流表A的示数变大；电压表V1的示数变大（为电源电压）；电压表V2的示数变小（为0）； ④R2断路：此时，电流表A的示数变小（为0）；电压表V1的示数变小（为0）；电压表V2的示数变大（为电源电压）. 最后再根据题目提供的条件，看看哪个选项符合条件，便可得到正确答案。 六、例题分析 【例题1】（2025青浦一模）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 。 【答案】（1） 变小，变大；（2）电流表的示数为U0/2R0，电压表示数为U0，R1短路 【详解】（1）断开开关S时，电压表、电流表与R1串联，则电压表测量电源电压，电压表有示数，电流表无示数；闭合开关S，电流表、R1与R2串联，则电路中有电流，则电流表示数变大，电压表测量R2两端电压，则电压表示数变小。 （2）断开开关S时，电压表、电流表与R1串联，则电压表测量电源电压为U0，电流表示数为0； 闭合开关S，电流表、R1与R2串联，电压表测量R2两端电压；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，则最多有四种情况：R1短路；R1断路；R2短路；R2断路。根据题目提供的条件（闭合开关S，发现只有一个电表的示数发生变化）逐一分析判断。 ①若R1短路，则电路中只有R2，电流表的示数为U0/2R0，电压表测量电源电压，示数为U0不变，符合题意； ②若R1断路，电流表和电压表的示数都为0，电流表和电压表的示数都变化，不符合题意； ③若R2短路，电压表的示数为0，电流表的示数为U0/R0，电流表和电压表的示数都变化，不符合题意； ④若R2断路，电压表、电流表与R1串联，电压表测量电源电压为U0，电流表示数为0，则电流表和电压表的示数都不变化，不符合题意。 所以开关S闭合后，电流表的示数为U0/2R0，电压表示数为U0，则R1短路。 【例题2】（2025徐汇一模）在图所示的电路中，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： 。 【答案】（1） 电阻R短路，灯L短路；（2）灯L不发光，电流表示数不变（为0），则L断路；灯L发光，电流表示数变大，则R断路 【详解】（1）由图可知，闭合开关前，定值电阻R与灯泡L串联，电流表测量电路中的电流，此时，若灯泡L发光，说明电路故障为定值电阻R短路，若灯泡L不发光，说明电路故障为定值电阻R断路或灯泡L断路或灯泡L短路，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，说明此时灯泡L不发光，排除的故障为定值电阻R短路。 灯泡L不发光，说明电路故障为定值电阻R断路或灯泡L断路或灯泡L短路，若电流表有示数，说明电路故障为灯泡L短路，若电流表无示数，说明电路故障为定值电阻R断路或灯泡L断路，小王同学根据此时电流表的示数情况排除了第二种故障，说明此时电流表无示数，排除的故障为灯泡L短路。 （2）灯泡L不发光、电流表无示数，说明电路故障为定值电阻R断路或灯泡L断路，闭合开关S，若灯泡L不发光，电流表仍然没有示数，说明电路故障为灯泡L断路；闭合开关S，若灯泡L发光，电流表示数变大，说明电路故障为定值电阻R断路。 【例题3】（2025长宁一模）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： 。 【答案】（1）ADE；（2）大于，见解析 【详解】（1）由电路图可知，电阻R1、R2串联，电压表测量R1两端的电压。 A．仅电阻R1断路，电压表与R2串联接入电路，电压表示数为电源电压，故A符合题意； B．仅电阻R1短路，相当于电压表测量导线的电压，则电压表无示数，故B不符合题意； C．仅电阻R2断路，电压表与电源断开，则电压表无示数，故C不符合题意； D．仅电阻R2短路，相当于只有R1接入电路，电压表示数为电源电压，故D符合题意； E．电路正常，各元件均完好，电压表测量R1两端的电压，则电压表有示数，故E符合题意。 故选ADE。 （2）用一个阻值为R0的电阻替换电阻R1，若所用电阻R0的阻值大于R1的阻值，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，根据串联分压特点可知，电路正常，各元件均完好；如果电压表不变，则电阻R2短路。若所用电阻R0的阻值等于R1的阻值，则不能区分电阻R2短路和各元件完好情况，因为电压表示数不变，可能是R2短路，也可能各元件完好。若所用R0的阻值小于R1的电阻，则不能区分电阻R1断路和各元件完好情况，因为电压表示数变小，可能是R1断路，也可能R1、R2电路正常，各元件均完好。综上所述，所用电阻R0的阻值应大于R1的阻值。 五、练习题 1.（2025宝山一模）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： 。 【答案】电流表示数变大或者变小，电阻R1短路/电流表示数不变，滑动变阻器R2断路 【详解】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，电压表测量电源电压，电压表示数不变，移动滑动变阻器的过程中，电流表示数变大或者变小；也可能是滑动变阻器R2断路，电压表仍然测量电源电压，电压表示数不变，此时电流表示数为零，即移动滑动变阻器的过程中电流表示数不变。 2.（2025崇明一模）在图所示的电路中，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： 。 【答案】（1）电阻R1断路；（2）电阻R1短路；（3）电流表A示数不变，电压表V示数变大时，电阻R2断路；电流表A示数变大，电压表V示数不变时，电阻R2短路 【详解】（1）由电路图可知，两电阻串联，电流表A测电路中的电流，电压表V测R2两端的电压。当开关S闭合时，电流表A无变化，说明电路中可能存在断路；电压表V无变化，说明电压表不能接到电源两端，由于电路中故障只发生在电阻R1或R2上，说明电阻R1断路。 （2）当开关S闭合时，电流表A发生偏转，说明电路是通路，电路故障是短路；电压表V发生偏转，说明电压表V能接到电源两端测电源电压，故电路故障是电阻R1短路。 （3）当开关S闭合时，若电路中的电流表A示数不变，说明电路断路，电压表V示数变大，说明电压表测电源电压，所以电路故障是电阻R2断路；电流表A示数变大，说明电路是通路，电压表V示数不变，电压表所测的电阻R2两端的电压为0，说明电阻R2短路。 3.（2025金山一模）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： 。 【答案】 B 电压表有示数，与电压表并联的滑动变阻器R2断路 【详解】开关S闭合前后，电压表指针的位置不变，即电压表示数为0，说明电压表可能与电源没有连通，即电压表与电源正、负极之间存在断路，即R2断路；也可能是定值电阻短路，此时电压表测量导线两端电压，几乎为0，即电压表示数也为0。若电路中仅有一处故障，且只发生在R1、R2上，只移动滑动变阻器的滑片无法判断电路故障。若选择方案B，将电压表接到滑动变阻器R2两端，若电压表有示数，说明与电压表并联的滑动变阻器R2断路了。若选择方案C，将导线a拆除，电压表有示数，则说明定值电阻R1短路。综上所述，我选择B方案，对应的故障及电压表示数变化情况为：若电压表有示数，说明与电压表并联的滑动变阻器R2断路了。 4.（2025闵行一模）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，观察到两电表指针均发生偏转；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 。 【答案】（1）R1短路/ R3断路；（2）若两电表示数均为0，则R3断路；若电流表示数为2I0、电压表示数为4I0R0，则R1短路 【详解】（1）由图示知，两个电阻串联在电路中，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，若两个电阻都无故障，则电路中的总电阻为 用R3替换R1，则电路的总阻值减小，电路的电流增大。而用R3替换了R1后，电流表示数减小了I0，说明替换后，电路的总阻值增大了。则可能是R1短路了，替换后，电路的总阻值由2R0变成了R′=R3+R2=R0+2R0=3R0 或者是R3断路了，替换后，整个电路断路，通过的电流减小为0。 （2）若R3故障，则整个电路断路，电路中的电流为0，电流表示数为0，电压表与电源的连接断开，示数也为0；若R1短路，替换前，电路中的电流 替换后，电路中的电流 则有 解得电源电压U=6I0R0 替换后，电流表示数 电压表示数 5.（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 。 【答案】（1）短路，完好；（2）见解析。 【详解】（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）小东认为可以在ab之间再并联一个电压表。若电压表有示数，说明R1是完好的，R2是短路的；若电压表无示数，说明R1是短路的，R2是完好的。 6.（2025杨浦一模）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 【答案】（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。 【详解】（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。 7.（2025普陀一模）在图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关S，发现至少有一个电表示数不发生改变，若故障只发生在电阻R1、R2上，则下列判断正确的是（　　） A．电阻R1一定断路 B．电阻R2可能断路 C．电阻R1一定短路 D．电阻R2可能短路 【答案】B 【详解】AC．由图可知，开关闭合前，电路断路，两表示数为0；闭合开关S，若电阻R1断路，则电流表示数为0，即电流表示数不发生变化；电压表测量电源电压，电压表示数变大；闭合开关，若电阻R1短路，电路是通路，电压表被短路，电压表示数为0，示数不发生改变，电流表示数变大；因此若故障只发生在电阻R1、R2上，至少有一个电表示数不发生改变，可能是电阻R1断路，也可能是电阻R1短路，故AC错误； B．由图可知，闭合开关，若电阻R2断路，整个电路断开，电流表和电压表示数都为0，两表示数都不发生变化，因此电阻R2可能断路，故B正确； D．由图可知，闭合开关，若电阻R2短路，电路是通路，电流表示数变大，此时电压表测量电源电压，所以电压表示数变大，两表示数都发生变化，故D错误。 故选B。 8. （2025·徐汇·二模）在图所示电路中，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'的发光情况及其对应的故障：_______。 【答案】（1）灯L断路，电阻R短路；（2）灯L'不发光，则R断路；灯L'发光，则灯L短路 【详解】（1）闭合开关前，电压表示数不为零，说明电压表与电源接通，电源、电压表、灯泡构成了通路，电压表测电源电压；直接排除了一种故障灯L断路；闭合开关，若电路正常，电阻R与灯泡串联，电压表测量电阻R两端的电压，闭合开关前后电压表指针位置不变，他又排除了第二种故障：电阻短路；理由是：电阻R短路时，电压表示数为0。 （2）换用完好的灯泡'替代L，闭合开关S，电阻R与灯L'串联；如果灯泡L'发光，说明电路为通路，电阻完好，故障为原来的泡L短路；如果灯泡L'不发光，电压表有示数，说明电路出现断路，对应的故障为电阻R断路。 9．（2025·松江·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______。 【答案】 B、D 见解析 【详解】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测量R1两端的电压，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B、D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。 10．（2025·虹口·二模）在图所示的电路中，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_______________。 【答案】 小华、小红 见解析 【详解】由图可知，两电阻串联，电压表测电阻R1两端电压，电流表测电路电流。用一完好的电阻R3替换电阻R1（R3的阻值为R1阻值的两倍），根据欧姆定律和串联分压可知，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。若电流表示数等于0.5I0，则R2短路；若电流表示数不等于0.5I0，且不为0，则电路完好。 11．（2025·长宁·二模）在图1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。______ 【答案】（1）b；（2）见解析 【详解】（1）由图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测定值电阻两端电压，由题意知，闭合开关S，发现电压表V的示数为零，则可能的原因是定值电阻短路或滑动变阻器断路。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，证明定值电阻没有短路，滑动变阻器的滑片也已经滑过断路部分，因此存在的故障情况可能是图2中b所示的情况。 （2）断开开关，将电压表并联在开关两端，若电压表的示数等于电源电压，则定值电阻R1短路，若电压表无示数，则滑动变阻器R2断路。 12．（2025·宝山·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，可选择操作______（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。______。 【答案】（1）电阻R1短路或电阻R2断路；（2）B，见解析 【详解】（1）由图知两电阻串联，电压表测量电阻R1两端的电压，如果电阻R1短路，电压表示数变为0，则电压表示数减小，符合题意； 如果R2断路时，电压表与电源的两端不相连，电压表没有示数，则电压表示数减小，符合题意； 如果电阻R1断路，电压表与电源的两端相连，测量电源电压，电压表示数为电源电压，则电压表示数增大，不符合题意； 如果电阻R2短路，此时电路的总电阻减小，根据I=U/R可知，通过电路的电流变大，则电阻R1两端的电压增大，电压表示数增大，不符合题意； 综合分析故障为：电阻R1短路或电阻R2断路。 （2）A．如果将电阻R1和R2的位置互换，无论是R2断路还是R1短路，电压表的示数都等于电源电压，不能区分故障，故A不符合题意； B．用阻值为R0的完好电阻R3替换电阻R1，如果电阻R2断路，则电路断路，电压表示数为0；如果电阻R2没有断路，则电压表示数为 则说明R1短路。故B符合题意； C．在电阻R2两端并联电压表，无论是R2断路还是R1短路，电压表V示数都等于0，电压表V1的示数都等于电源电压，不能区分故障，故C不符合题意； 故选B。 13．（2025·闵行·二模）某小组同学按图所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上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 【答案】（1）电压表，见解析；（2）BC。 【详解】（1）由图知道，两个电阻串联，电压表测量R2两端的电压，根据题意知道，没有替换前电流表示数均大于零，说明电路的若有故障，则应是短路，不会是断路；电压表示数均大于零，则说明如果短路则应是R1。所以，当用一个阻值与R2不同的完好电阻R替换R2，根据串联分压原理知道，此时电压表示数应变化，若电压表示数不变，则说明电路中有故障，应是R1短路；若电压表示数变化，则电路中无故障。而无论电阻R1是否短路，用一个阻值与R2不同的完好电阻R替换R2后，电流表的示数都有变化，所以不能用电流表判断电路是否存在故障。 （2）若定值电阻R1短路，用R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R替换R1时，如果R等于R1，则电流表A的示数不变；如果R大于R1，由欧姆定律知道，电流表A的示数将变小；如果R小于R1，由欧姆定律知道，电流表A的示数将变大；综上可知，如果选用的电阻R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R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BC符合题意，A不符合题意。 故选BC。 14．（2025·静安·二模）在图所示的电路中，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）___________ 【答案】（1）定值电阻R1短路/滑动变阻器R2断路；（2）见解析 【详解】（1）由图可知，定值电阻R1和滑动变阻器R2串联，电压表并联在定值电阻两端。由题意知，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，因为电压表的示数为零可知，电压表相当于要么并联在导线上，即定值电阻R1短路或电压表没有接通，即滑动变阻器R2断路。 （2）选择完好的电阻R0替换滑动变阻器R2，若电压表的示数仍为零，则定值电阻R1短路，若电压表示数变大，则滑动变阻器R2断路。 15．（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 【答案】（1）支持，若R1断路或R2短路，电压表的示数均为U0；若R1短路或R2断路，电压表示数均为0；（2）B 【详解】（1）支持小明的观点。闭合开关S，两电阻串联，电压表测量R1两端的电压。若R1短路，电压表示数为0，若R2断路，电压表示数同样为0；若R1断路或者R2短路，电压表示数都为电源电压U0，所以无法通过电压表的示数来判断具体故障。 （2）A．将R1与R2的位置互换，若R1短路或R2断路，电压表的示数均为U0；若R1断路或R2短路，电压表示数均为0，仍不能判断具体故障，故A不符合题意； B．用一个完好的定值电阻R来替换R2，若电压表无示数，说明R1短路，若电压表有示数，说明R2断路，故B符合题意； C．将一跟导线并联在R2两端，R2被短路，电压表测量电源电压，无法通过电压表判断电路故障，故C不符合题意。 故选B。 16．（2025·上海嘉定·二模）在图所示的电路中，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；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。___________ 【答案】（1）R1短路或R2断路；（2）见解析 【详解】（1）已知电源电压为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，且电路中仅有一处故障，只发生在电阻R1或R2上。  若R1短路，此时电压表与电源两极相连，电压表测量的是电源电压，所以电压表示数为U0。若R2断路，电压表与R1串联在电路中，电压表测电源电压，示数也为U0。当R1断路时没有电流通过电压表，电压表的示数为0；R2短路时，电压表也被短路，此时电压表的示数也为0。因此，故障可能是R1短路或R2断路。 （2）方法①：闭合开关，移动滑动变阻器R2的滑片P，若故障是R1短路，电路中只有R2工作，其两端电压等于电源电压。移动滑片的过程中，电压表示数始终为U0。若故障是R2断路，移动滑片R2仍断路，电压表与R1串联在电路中测电源电压 ，电压表示数始终为U0。 两种情况下电压表的示数相同，该方法无法区分故障是R1短路还是R2断路。 方法②：用完好电阻R0替换R1，闭合开关，若故障是R1短路，用完好电阻R0替换R1后，R0与R2串联，电压表测量的是R2两端的电压，由串联电路电压规律可知，此时电压表示数小于U0。 若故障是R2断路，用完好电阻R0替换R1后，电压表串联在电路中测电源电压，电压表示数为U0。两种情况下电压表的示数不同，通过电压表示数是否变化可以确定故障，所以该方法可行。 方法③：将滑动变阻器R2与电压表位置互换，闭合开关，若故障是R2断路，电压表串联在电路中，测电源电压，示数为电源电压U0。 若故障是R1短路，电压表直接测量电源电压，电压表示数为U0，两种情况下电压表示数相同，不能通过电压表示数确定电路故障。此方法不可行。 17．（2025·黄浦·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。请在方框内画出他的电路图，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。______ 【答案】（1）R1断路；（2）见解析 【详解】（1）由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路的电流，闭合开关S，电流表示数为0，说明电路中有断路，电压表示数为6V，说明电压表与电源两极是通路，则故障为R1断路。 （2）已知R1断路，要确定R2和R3的情况，由于两电阻有一个短路，在电路安全的条件下，两电阻不能并联，则可设计如下电路图：将R2和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： 闭合开关S后，可能出现以下两种电表示数情况及对应的电阻情况： 情况一：若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，电流表有示数，即电压表无示数，电流表有示数。 情况二：若R2完好，R3短路。电路相当于只有R2接入电路，电压表测量R2两端的电压，则电流表、电压表都有示数。 18．（2025·金山·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：_____________。 【答案】 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。 【解答】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。 19．（2025·奉贤·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：___________。 【答案】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。 【解答】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。 20. （2024宝山一模）如图所示电路，电源电压为且保持不变，电阻和的阻值均为，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，且只发生在电阻或上。请写出两电表的示数及相应的故障。 【答案】见解析. 【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，则电压表 测量的是电源电压，此时的故障可能为R2断路或R1短路。若电流表有示数，说明电路为通路，电压表有示数，说明电压表测量电源两端电压，因此电路故障是R1短路；若电流表有无数，说明电路为断路，电压表有示数，说明电压表测量电源两端电压，即电压表的正负接线柱与电源两极相连，因此电路故障是R2断路。 21．（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】见解析 【详解】由图知，开关断开时，电压表与灯泡L串联接入电路中；若开关断开时电压表的示数为0，说明电压表与电源之间没有接通，则灯泡断路了；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，则故障是灯泡L断路，灯泡不发光；若开关断开时电压表示数等于电源电压U0，则电压表与电源之间是接通的，灯泡不可能断路；闭合开关S，电压表指针所在的位置不变，即其示数仍然为电源电压U0，则故障可能是R断路或L短路，灯泡不发光。 22.（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】见解析 【详解】由电路图可知，两电阻串联，电压表测R1两端电压，电流表测电路中电流。已知电路中仅有一处故障，且只发生在电阻R1或R2上，则故障可能是R1短路、R1断路、R2短路、R2断路四种情况。若R1短路，则电压表示数为0，电流表示数为 闭合开关后，只有电流表示数变化，符合题意。若R1断路，则电流表无示数，电压表示数为U0，开关闭合后，只有电压表示数变化，符合题意；若R2短路，则闭合开关后，电压表示数为U0，电流表示数为，不符合题意；若R2断路，则电压表和电流表均无示数，不符合题意。综上所述：若电流表示数为零，电压表示数为U0，则R1断路；若电流表示数，电压表示数为零，则R1短路。 23．（2024虹口一模）在如图所示的电路中，电源电压为保持不变。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】见解析 【详解】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。 24．（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】R1断路；R1短路；R2短路；见解析 【详解】由图知道 ，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，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R2的简单电路，电压表示数仍为U0，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，由欧姆定律知道，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，则R1短路；若电压表示数为零，电流表示数为，则R2短路。 25．（2024静安一模）在如图所示的电路中，电源电压为且保持不变，电阻、的阻值均为。现电路中只存在一处断路故障，且只发生在电阻、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，见解析。 【详解】A．在A点处串联电流表，因电阻或存在断路情况，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，因电阻或存在断路情况，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，有示数，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，若电压表有示数，则R1断路；若电压表无示数，则R2断路。 26.（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 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】R1或R2短路，见解析。 【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。 27．（2024松江一模）在如图所示电路中，电源电压为保持不变，电阻和的阻值均为，已知电路中只有一处故障，且只发生在电阻或上。 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】 短路， ，0，短路 【详解】由图可知，当开关S闭合时，两电阻串联，如果出现断路，则电流表无示数，说明电路中出现的故障的短路。 若断路，无论开关闭合还是断开，电压表均无示数，若短路，开关S断开时，电压表测量电源电压，开关S闭合时，电压表仍然测量电源电压，电压表示数不变，不符合题意，当断路时，电压表和电阻串联在电路中，电压表示数接近电源电压，无论开关断开还是闭合电压表示数不变，所以电路中的故障为短路，闭合开关S后，电压表被短路，所以电压表示数为0，电流表示数为 28.（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，见解析。 【详解】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； 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。 29.（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或。若将和的位置互换，与互换前比较，下列说法正确的是（　　） A．若电压表示数不变，一定断路 B．若电流表示数变小，一定断路 C．若电流表示数不变，可能短路 D．若电压表示数变大，可能短路 【答案】C 【详解】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，电压表示数变大，电流表示数变小；互换后，电流表、电压表示数都变为0； 若R2断路，互换前，电流表、电压表示数都变为0；互换后，电压表测量电源电压，电压表示数变大； 若R1短路，互换前，电流表示数变大，电压表示数变为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； 若R2短路，互换前，电流表示数变大，电压表测量电源电压，示数变大；互换后，电压表测量一段导线两端电压，示数减小为0，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。 30.（2024徐汇一模）在图所示的电路中，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. 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】AC，见解析，见解析 【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。 31．（2024杨浦一模）在如图所示的电路中，电源电压为不变。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、上。 ①为进一步确定故障，可在 间并联一个完好的电阻。（选填“ab”、“bc”或“ac”）； ②若与的阻值相等，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】bc，见解析。 【详解】①由电路图可知，闭合开关S，两电阻串联，电压表V1测电阻R1两端的电压，电压表V2测电阻R2两端的电压。已知电压表V1指针未发生偏转，说明与电压表V1并联的元件短路或者其它部分电路断路了，因电路中仅有一处存在故障，且只发生在电阻R1、R2上，则可能是R1短路或R2断路；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 （等于电源电压的一半），则说明R2断路。 32.（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】见解析 【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。若选用电流表A，将电流表A与R1和R2串联接入电路中，当闭合开关后，电流表有示数，电压表示数为U0，则说明故障是R1发生了短路；当闭合开关后，电流表无示数，电压表示数依然为U0，则说明故障是R2发生了断路。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题13 串联电路故障分析 一、串联电路故障简介 1．串联电路发生的故障在大多情况下，都是用电器（小灯或电阻）出现了短路和断路。短路实际上就是它的电阻减小变为零（相当于一条导线）；断路就是该处电阻变为无穷大（相当于断开的开关），该处无电流通过。 2．串联电路的单故障 如下图所示，小灯与电阻串联，发生单故障时（即“一好一坏”）有四种情况：R断路；R短路；L断路；L短路。 3．串联电路的双故障（一般情况下不考） 串联电路双故障有3种情况：R和L都断路；R断路且L短路；R短路且L断路。 二、分析此类题目常用到的知识 1．在分析时，电流表的电阻可以认为是零（即把它当作一条导线处理）；电压表的电阻可以认为为无穷大（即把它当作断路处理）。 2．利用欧姆定律和串、并联电路规律分析，电源电压可以认为是不变的。 3. 注意在写电表示数情况时，有两种典型情况：一是根据题目要求写变化情况，如“变大”、“变小”或“不变”等；二是要写示数具体多大，通过计算得出，大多用给出的已知字母表示。 4. 大多数题目，根据电表示数的变化情况或小灯的发光情况进行分析判断。 三、电路故障对于电流表、电压表示数的影响 如图所示，电源电压为U0，电阻R和电灯串联接入电路，闭合开关后，电路正常工作，小灯发光；过一段时间，R1或R2有一个出现故障，分析电流表、电压表示数的变化情况。 （1）当电灯L短路时，此时的电路等效于图1；此时RL=0，电流表A的示数为：I=U/R，电压表V的示数为电源电压U0，小灯不发光； 图1 图2 （2）当电灯L断路时，此时的电路等效于图2；此时电路断开，所以电流表A的示数为0，电压表V的示数为0，小灯不发光； （3）当电阻R短路时，此时的电路等效于图3；此时R=0，电流表A的示数为I=U/RL；电压表被短路，示数为0，小灯发光。 图3 图4 （4）当电阻R断路时，此时的电路等效于图4；电压表与灯串联在电路中，因为电压表V自身的电阻很大，几乎不通电，所以电路中无电流，电流表A的示数为0；电源电压基本被电压表分掉，可以认为电压表的示数为电源电压U，此时小灯不发光。 四、串联电路故障情况一览表（仅以图示电路分析） 电路图 电表示数 故障 A V1 V2 有示数 无示数 有示数（电源电压） R1短路 有示数 有示数（电源电压） 无示数 R2短路 无示数 有示数（电源电压） 无示数 R1断路 无示数 无示数 有示数（电源电压） R2断路 五、方法技巧 如图所示，电源电压为不变，闭合开关后，电路正常工作；过一段时间，R1或R2有一个出现故障。 解题思路：R1或R2有一个出现故障，则最多有四种情况：R1短路；R1断路；R2短路；R2断路。 要对四种情况逐一分析，判断发生每一种故障时电表示数的变化情况。 ①R1短路：此时，电流表A的示数变大；电压表V1的示数变小（为0）；电压表V2的示数变大（为电源电压）； ②R1断路：此时，电流表A的示数变小（为0）；电压表V1的示数变大（为电源电压）；电压表V2的示数变小（为0）； ③R2短路：此时，电流表A的示数变大；电压表V1的示数变大（为电源电压）；电压表V2的示数变小（为0）； ④R2断路：此时，电流表A的示数变小（为0）；电压表V1的示数变小（为0）；电压表V2的示数变大（为电源电压）. 最后再根据题目提供的条件，看看哪个选项符合条件，便可得到正确答案。 六、例题分析 【例题1】（2025青浦一模）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 。 【例题2】（2025徐汇一模）在图所示的电路中，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： 。 【例题3】（2025长宁一模）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： 。 五、练习题 1.（2025宝山一模）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： 。 2.（2025崇明一模）在图所示的电路中，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： 。 3.（2025金山一模）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： 。 4.（2025闵行一模）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，观察到两电表指针均发生偏转；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 。 5.（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 。 6.（2025杨浦一模）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 7.（2025普陀一模）在图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关S，发现至少有一个电表示数不发生改变，若故障只发生在电阻R1、R2上，则下列判断正确的是（　　） A．电阻R1一定断路 B．电阻R2可能断路 C．电阻R1一定短路 D．电阻R2可能短路 8. （2025·徐汇·二模）在图所示电路中，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'的发光情况及其对应的故障：_______。 9．（2025·松江·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______。 10．（2025·虹口·二模）在图所示的电路中，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_______________。 11．（2025·长宁·二模）在图1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。______ 12．（2025·宝山·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，可选择操作______（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。______。 13．（2025·闵行·二模）某小组同学按图所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上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 14．（2025·静安·二模）在图所示的电路中，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）___________ 15．（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 16．（2025·上海嘉定·二模）在图所示的电路中，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；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。___________ 17．（2025·黄浦·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。请在方框内画出他的电路图，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。______ 18．（2025·金山·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：_____________。 19．（2025·奉贤·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：___________。 20. （2024宝山一模）如图所示电路，电源电压为且保持不变，电阻和的阻值均为，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，且只发生在电阻或上。请写出两电表的示数及相应的故障。 21．（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： 。 22.（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）。 23．（2024虹口一模）在如图所示的电路中，电源电压为保持不变。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： 。 24．（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。 25．（2024静安一模）在如图所示的电路中，电源电压为且保持不变，电阻、的阻值均为。现电路中只存在一处断路故障，且只发生在电阻、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。 。 26.（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 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。 。 27．（2024松江一模）在如图所示电路中，电源电压为保持不变，电阻和的阻值均为，已知电路中只有一处故障，且只发生在电阻或上。 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。 28.（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。 29.（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或。若将和的位置互换，与互换前比较，下列说法正确的是（　　） A．若电压表示数不变，一定断路 B．若电流表示数变小，一定断路 C．若电流表示数不变，可能短路 D．若电压表示数变大，可能短路 30.（2024徐汇一模）在图所示的电路中，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. 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: 。 31．（2024杨浦一模）在如图所示的电路中，电源电压为不变。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、上。 ①为进一步确定故障，可在 间并联一个完好的电阻。（选填“ab”、“bc”或“ac”）； ②若与的阻值相等，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 。 32.（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 。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $