内容正文:
电路故障的分析
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.如图所示的电路,闭合开关S,灯L1不发光,灯L2发光,电流表无示数,电压表有示数,则电路故障可能是
A.L1被短接 B.L1断路 C.L2被短接 D.L2断路
2.电路出现故障,通常是短路或开路,检测故障最方便、安全的仪器是( )
A.电流表 B.电能表 C.电压表 D.变阻器
3.如图所示,闭合开关S时,灯泡L1、L2都不亮,用一根导线的两端接触a、b两点时两灯也不亮;接触b、c两点时,两灯仍不亮;接触c、d两点时,两灯都亮.则下列分析中正确的是
A.灯L1断路 B.灯L2断路
C.开关S断路 D.上述分析均不对
4.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,灯泡L突然熄灭,电路中只有一个电表示数变小。电阻R或灯泡L仅有一个出现了故障,其它元件均完好。下列说法中正确的是( )
①可能灯泡L断路 ②可能灯泡L短路 ③可能电阻R断路 ④可能电阻R短路
A.只有①②正确 B.只有③④正确
C.只有①③正确 D.只有①②③正确
5.如图所示,电源两端电压恒定。闭合开关,灯泡L1比灯泡L2亮,则( )
A.L1两端电压比L2两端电压大
B.L1的电阻比L2的电阻大
C.若L2灯丝烧断,通过L1电流不变
D.若L1灯丝烧断,灯L2亮度变大
6.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,发现电路中只有一个电流表的示数变大,一只灯泡变亮,下列关于其故障及元件的工作状况说法正确的是( )
A.可能是L1断路,V表示数变大,L2变亮
B.可能是L2短路,A2表示数变大,L1变亮
C.电压表短路,A1表示数变大,L2变亮
D.可能是L1短路,A2表示数变大,L2变亮
7.如图所示电路,电源电压U=6V,当开关闭合时,两灯均不亮,电压表示数为6V,这说明( )
A.L1的灯丝断了 B.L2的灯丝断了
C.开关S处有断路 D.L1灯丝短路
8.小聪利用如图所示电路进行伏安法测电阻实验,正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P时,发现两个电表只有一个有示数,初步检查确认,电路接线完好,两个电表均无故障,则发生故障的元件应是( )
A.电源 B.滑动变阻器 C.定值电阻Rₓ D.开关
9.如图所示,闭合开关后,无论如何移动滑片P,小灯泡始终不亮,已知导线及各处连接完好.为查找故障,开关闭合后,用电压表测得三次两接线柱间电压如表所示,则
两接线柱
电压表示数
A和B
3V
A和D
3V
A和F
0V
A.只可能是小灯泡发生短路故障
B.只可能是小灯泡发生断路故障
C.还需测得H、G间电压,才能判定滑动变阻器是否发生断路故障
D.还需测得G、B间电压,才能判定滑动变阻器是否发生断路故障
10.在如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关,电路正常工作.但过了一段时间,小灯泡发生断路,这时( )
A.电压表示数变大,电流表示数变小
B.电压表示数变大,电流表示数变大
C.电压表示数变小,电流表示数变大
D.电压表示数变小,电流表示数变小
二、多选题
11.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,发现两个电表的示数都发生变化,且灯熄灭。电路中除灯L和电阻R以外的元件均保持完好,则下列判断中不正确的是( )
A.若电流表的示数变大,一定短路
B.若电流表的示数变小,可能短路
C.若电压表的示数变大,一定断路
D.若电压表的示数变大,L可能断路
12.在如图所示的电路中,小灯泡L1和L2都标有“3V 0.25A”的字样,电源由2节1.5V的干电池串联而成,当S闭合后,下列说法正确的是()
A.L1和L2都能发光 B.电路将发生短路
C.去掉导线b,能使L1和L2正常发光 D.只要移动一条导线的一个接线柱的头,就能使和并联
13.小明用电流表测量串联电路的电流时,闭合开关后发现两灯泡时亮时暗,电流表指针来回摆动,则发生故障的原因可能是( )
A.导线断开 B.开关接触不良 C.灯泡与灯座接触不良 D.电流表损坏
14.如图所示的电路中,电源两端电压为3V,小灯泡L1、L2的额定电压均为3V,闭合开关S,小灯泡L1、L2均发光。再闭合开关S1,则可能出现的情况是( )
A.小灯泡L1变亮 B.小灯泡L2灯丝烧断
C.小灯泡L2不发光 D.电流表指针反方向偏转
15.如图所示,电源电压为5V,闭合开关S,电压表的示数为1V。则( )
A.通过灯泡L1的电流比L2的电流大
B.灯泡L1两端的电压是1V
C.灯泡L1和L2的电阻之比是4∶1
D.若灯泡L2灯丝烧断,电压表示数为零
三、填空题
16.如图所示的电路中,当仅闭合开关S3时,发光的灯是 ;当闭合开关S2、S3时,发光的灯是 ;当闭合开关S1、S3时,发光的灯是 ;开关 不能同时闭合.
17.有两只相同的灯泡组成如图所示的串联电路,若用一根导线接在灯泡L1两端,发生的现象是灯泡L1 ,灯泡L2 .(亮/不亮)
18.如图所示,闭合开关S时,小电灯L1、L2都不亮.用一段导线的两端接触a、b两点,两灯仍都不亮;接触b、c两点时,两灯也不亮;接触c、d两点时,两灯都亮,则该电路的故障是 .
19.如图所示,电源电压保持为3伏,电阻R或灯L中仅有一处发生故障。当开关S闭合后可以根据电压表 (选填“”或“”)的示数判断故障情况,若该电压表的示数为3伏,说明故障是 。
20.野营时,小红携带的手电筒不发光了,请你帮她找出原因.
(1)请根据图中手电筒的结构示意图,将电路图补画完整 .
(2)写出手电筒不发光的三种可能原因.
① ;
② ;
③ .
四、实验题
21.小丽在探究“电路中电流与电阻的关系”时,可供使用的实验器材有电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、滑动变阻器(滑动变阻器标有“30Ω 1A”的字样)、开关各一个,阻值不同的定值电阻五个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),导线若干。
(1)按电路图连接好各元件后,小丽在刚刚闭合开关后,发现电流表示数为0,电压表示数接近电源电压,造成这种现象的原因可能是 。
(2)将10Ω的电阻接入电路中,闭合开关后,移动滑片使电压表示数为U0,记录相应的电流值;保持滑动变阻器滑片的位置不变,然后将10Ω的电阻换成其他电阻接入电路,闭合开关后,滑片需要向左端移动,直至电压表示数也为U0,则小丽换用的是 Ω的电阻。
(3)小丽更换电阻重复步骤(2),发现将电阻RX接入电路时,无论怎样移动滑片,电压表都不能达到所控制的电压值U0。根据其他组实验数据得出I-R变化的图像,如图乙所示,可知:
①U0= V,可以得出结论: 。
②RX是五个电阻中的 Ω,理由是 。
(4)上述实验中,若滑动变阻器接入电路的电阻记为RP,下列关于电流表示数I、电压表示数U、阻值R和RP之间的关系图像中正确的是______。
A. B. C.
五、综合题
22.由LED和小灯泡L1组成的电路,如图所示。闭合开关时,LED亮,而L1不亮。但用一根导线接在两个接线柱时,L1亮了。
(1)在方框内,把电路对应的电路图画完整 ;
(2)闭合开关时,LED亮,而L1不亮。L1不亮的原因可能是 ;
(3)L1亮了,导线所接的两个接线柱是 。
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《电路故障的分析》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
C
C
A
C
C
A
C
D
A
题号
11
12
13
14
15
答案
ABC
BD
BC
ACD
BD
1.B
【详解】A、如果L1被短路不能发光,电源也会电路,会烧坏电源.不符合题意;
B、如果L1断路不能发光,电流表也断路无示数;L2支路不受影响,L2正常发光,电压表测量电源电压示数不变.符合题意;
C、如果L2被短路不能发光,电源也会电路,会烧坏电源.不符合题意;
D、如果L2断路不能发光.不符合题意.
故选B.
【点评】此题考查的是电路故障的判断,将每个选项代入题干,只要有一条与已知矛盾,此选项就是错误的.
2.C
【详解】A选项,电流表是测量电路中电流大小的仪表,不能检测故障,故A不符合题意.
B选项,电能表是用来测量消耗电能的仪表,不能检测故障,故B不符合题意.
C选项,电压表是测量电压表并联部分两端电压大小的仪表,若有示数,证明是通路,若无示数,则说明短路或没有接入电源,故C符合题意.
D选项,电阻箱主要是改变接入电路的电阻,不能检测故障,故D不符合题意.
3.C
【详解】由电路图知,如果灯L1 断路,用一段导线的两端接触a、b两点时,L2 会发光,故A不符合题意;
如果灯L2 断路,导线接触b、c两点时,L1 会发光,故B不符合题意;
如果开关断路,导线接触c、d两点时,电路是通路,两灯都发光,故C符合题意,D不符合题意.
4.A
【详解】电路正常工作时,R与灯泡L串联,电流表测量电路中的电流,电压表V测L两端的电压。
①若灯泡L断路,电路中无电流,电流表示数变为0,即电流表示数变小,电压表测量电源电压,电压表示数变大,故①正确;
②若灯泡L短路,电路中阻值变小,根据可知,电路中电流变大,即电流表示数变大,电压表V示数为0,电压表示数变小,故②正确;
③若电阻R断路,电路中无电流,电流表示数变为0,即电流表示数变小,电压表V与电源两极之间是断开的,没有示数,即电压表示数变小,故③错误;
④若电阻R短路,电路中阻值变小,根据可知,电路中电流变大,即电流表示数变大,电压表测量电源电压,电压表示数变大,故④错误。
综上所述,故A正确,BCD错误。
故选A。
5.C
【详解】A.由图可知,两只灯泡并联,由并联电路电压关系可知,两灯泡的电压相等,故A错误;
B.灯泡L1比L2亮,说明L1的实际功率大于L2的实际功率,即
P实1>P实2
因U1=U2,P实1>P实2,所以由P实=可知,R1<R2,即L1的电阻比L2的电阻小,故B错误;
C.若L2灯丝烧断,不影响电源电压,则L1两端的电压不变,灯泡L1的阻值不变,根据可知,流过L1的电流不变,故C正确;
D.若L1灯丝烧断,不影响电源电压,则L2两端电压不变,通过L2的电流不变,由P=UI可知L2的实际功率不变,则灯L2亮度不变,故D错误。
故选C。
6.C
【详解】A.由图可知,两灯泡串联,两个电流表都测电路中的电流;电压表测灯泡L1两端的电压。若L1断路,则电路中无电流,两个电流表的示数都为0,两盏灯都不亮,故A错误;
B.L2短路,则L2不亮,根据串联电路电阻的规律,电路的总电阻减小,根据可知,电路中的电流变大,两个电流表的示数变大,灯泡L1变亮,故B错误;
C.若电压表短路,此时电流表A2和灯泡L1也被短路,则L1不发光,A2示数为0;电路中只有灯泡L2接入电路中,由于电路的总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表A1表示数变大,L2变亮,故C正确;
D.若L1短路,则L1不发光,电路的总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,两个电流表示数都变大,L2变亮,故D错误。
故选C。
7.A
【详解】开关闭合后,两个灯泡都不发光,说明电路是断路;电压表的指针有明显的偏转,说明电压表与电源两极相连,因此故障是L1的灯丝断了。
故选A。
8.C
【详解】A.若电源有故障,电路中没有电流通过,电流表和电压表都没有示数,故A不符合题意;
B.若滑动变阻器断路,两表同时无示数,若滑动变阻器短路,两表同时有示数,故B不符合题意;
C.若定值电阻Rₓ短路,电压表无示数,电流表有示数,若定值电阻Rₓ断路,电流表无示数,电压表有示数,故C符合题意;
D.若开关断路,电路中没有电流通过,电流表和电压表都没有示数,若开关短路,电路中有电流通过,电流表和电压表都有示数,故D不符合题意。
故选C。
9.D
【详解】用电压表检测时,发现AB间电压为3V,说明电源完好.
若小灯泡短路,则AB、AD、AF间电压表都有示数,故A不符合题意.
若小灯泡断路,则AB、AD间电压表有示数,AF间电压表无示数.若滑动变阻器、小灯泡同时断路,则AB、AD有示数,AF间电压表无示数,因此只可能是小灯泡发生断路故障是错误的.
已知导线及各处连接完好,HG和AF间的电压相同,不能判断滑动变阻器是否断路,故C不符合题意.
若小灯泡断路,则AB、AD间电压表有示数,AF间电压表无示数.若滑动变阻器、小灯泡同时断路,则AB、AD有示数,AF间电压表无示数,若要判断变阻器和灯泡是否同时断路,所以需要将电压表两端接G、B,若电压表有示数则说明有微弱电流从电源正极经过滑动变阻器再经过电压表回到电源负极,说明变阻器是通的是好的.若电压表无示数则说明滑动变阻器断路,这样就能判断灯泡和滑动变阻器是否同时断路,故D符合题意.
10.A
【详解】电流形成的条件:一是电源;二是闭合回路.小灯泡正常工作时,符合电流形成的条件,因此电路中有电流,即电流表有示数;当小灯泡发生断路,与灯泡串联的电流表所在的电路断开,则不符合电流形成的条件,因此电路中无电流,即电流表的示数为零;灯泡正常工作时,电阻和灯泡串联,电压表测量灯泡两端的电压,而串联电路各部分电压之和等于电源电压,故电压表示数小于电源电压;当电路开路时,各用电器在电路中相当于导线,因此电压表通过电阻和闭合的开关与电源的两极相连,故电压表有示数,并且为电源电压;通过上述分析可得电流表示数变小;电压表示数变大.故选 A.
11.ABC
【详解】由图知,灯L和电阻R串联,电压表测灯泡的电压,电流表测电路中的电流;
A.若电流表示数变大,说明电路是接通的,且有短路故障,因灯泡熄灭,所以灯泡一定短路,而电阻R可能完好,也可能短路,故A错误,符合题意;
B.若R短路,则电路应是通路,灯L会发光,电流表示数会变大,故B错误,符合题意;
C.若R断路,电压表两接线柱不能与电源接通,电压表无示数,即电压表示数变小,故C错误,符合题意;
D.若电压表示数变大,则R短路或灯L断路,故D正确,不符合题意。
故选ABC。
12.BD
【详解】AB、根据实物图可知,闭合开关S后,电流从电源正极通过导线、开关直接回到电源负极,因此电路发生电源短路,即灯泡都不能发光;故A错误,B正确;
C、根据实物图可知,去掉导线b,电流从电源正极流出依次经过L2、L1、开关S回到电源负极,即两灯泡串联,故L1和L2均能发光,但由“3V,0.25A”名牌可知,小灯泡电阻为 ,所以串联后总电阻为24Ω,
则干路电流 ,所以不能正常发光,故C错误;
D、将开关与L1右接线柱相连的导线改接L1的左接线柱时,L1和L2并联;或将电源正极与L2右接线柱相连的导线改接L2的左接线柱时,L1和L2并联,故D正确.
【点睛】注意C选项中是能使L1和L2正常发光,与能使L1和L2发光是两回事,能否正常发光要看电路的电流是否达到额定电流.
13.BC
【分析】串联电路处处电流相等,当闭合开关时,两灯时暗时亮,电流表指针来回摆动,说明电路中的电流时大时小,根据选项中的故障分析符合要求的选项。
【详解】A.电路出现断路时,灯泡不会发光,因此不可能是导线断开;故A不合题意;
B.如果是开关接触不良,灯泡会出现时暗时亮,并且电路中电流极不稳定,,故B符合题意;
C.如果是灯泡和灯座接触不良,灯泡会出现时暗时亮,并且电路中电流极不稳定,故C符合题意;
D.电流表损坏而出现断路,电路会出现开路现象,灯泡不会发光,故D不合题意。
故选BC。
14.ACD
【详解】由题意知,闭合开关S,小灯泡L1、L2均发光,由于电源电压和两个灯泡的额定电压是一样的,此时,小灯泡L1、L2串联,所以两灯都没达到额定电压。再闭合开关S1,从电路图中可以发现,电流表的正负接线柱接反了,故电流表指针会反向偏转;此时只有灯泡L1接入电路,故灯泡L2不发光,但也没有故障。而灯泡L1的电压达到了额定电压,所以会变亮。故ACD符合题意,B不符合题意。
故选ACD。
15.BD
【详解】AB.由图知,两灯串联在电路中,电压表测L1两端电压,即L1两端的电压是1V,故B正确;
串联电路中电流处处相等,所以通过灯泡L1的电流和L2的电流相等,故A错误;
C.由串联电路的电压特点知,U2=U-U1=5V-1V=4V,通过两灯电流相等,由欧姆定律有: ,即: ,故C错误;
D.由图知,若灯泡L2灯丝烧断,则整个电路断路,所以电压表示数为0,故D正确.
16. L1、L2 L1 L2 S1、S2、S3
【详解】(1)当仅闭合开关S3时,发光的灯是L1、L2,因为此时L1和L2串联.
(2)当闭合开关S2、S3时,发光的灯是L1,此时L2被开关S2短路.
(3)当闭合开关S1、S3时,发光的灯是L2,此时L1被开关S1短路.
(4)开关 S1、S2、S3不能同时闭合,因为当S1、S2、S3同时闭合时,电路处于电源短路.
故答案为(1). L1、L2 (2). L1 (3). L2 (4). S1、S2、S3
17. 不亮 亮
【详解】两灯串联在电路中,因导线与灯L1并联,则灯L1发生了短路,L1不亮,L2正常发光.
故答案为(1).不亮(2).亮
【点睛】本题考查的是电路,处处连通的电路为通路;某处断开的电路为断路;不经用电器直接用导线将电源两极连接的电路为短路;短路时,用电器不能正常工作,电路中电流会很大,将烧坏电源,甚至造成火灾.
18.c、d间出现了断路(或开关S接触不良)
【详解】用导线接触a、b时,两灯仍都不亮,说明断路不会出现在a、b之间,应是电路的其他部分应存在断路;用导线接触b、c两点时,两灯也不亮,说明断路不会出现在b、c之间,应是电路的其他部分应存在断路;只有接触c、d时两灯都亮,说明接通c、d时电路导通,即c、d间出现了断路(或开关S接触不良);
点睛:两灯均不亮说明电路应出现了断路故障,由题意可知断路只有一处,则由用导线接触不同点是产生的现象可知故障所在的位置.
19. 电阻R短路或灯泡L断路
【详解】[1]因为电压表并联在电源两端,所以闭合开关后,其示数始终为电源电压,所以应该根据电压表判断故障情况。
[2]若电压表测灯泡L的电压,其示数等于3V,若电阻R断路,则电压表无示数,不符合题意,若电阻R短路,灯泡L单联,其电压等于电源电压,符合题意,若灯泡L断路,电压表串联在电路中,根据串联分压规律,其示数等于电源电压,符合题意,若灯泡L短路,电压表无示数,不符合题意。所以若电压表的示数为3伏,说明故障是电阻R短路或灯泡L断路。
20. 电池没电了 灯泡灯丝断了 开关接触不良
【详解】(1)用导线将电源、开关以及灯泡顺次连接起来;如图所示. (2)手电筒闭合开关后不发光,灯泡不亮的原因:①灯丝断了,没有电流通过灯的灯丝,所以灯不亮;②开关处接触不良,电路处于断路,所以灯不亮;③电池没电了,通过灯的电流太小,灯的实际功率太小,所以灯不亮.
21.(1)定值电阻断路
(2)5
(3) 2.4 当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 25 根据串联分压关系可求出,当接入25Ω的定值电阻时,滑动变阻器的最大阻值应为37.5Ω
(4)C
【详解】(1)闭合开关发现,电流表无示数,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,与电压表并联的电路断路了,即故障可能是定值电阻断路。
(2)探究“电路中电流与电阻的关系”时,需控制电阻两端电压为定值U0,先将10Ω的电阻接入电路中,记录电流值,然后将10Ω的电阻换成其它电阻接入电路,闭合开关后,滑片需要向左端移动,接入电路阻值减小,根据串联分压关系,可知更换的电阻值比10Ω小,故更换的阻值为5Ω。
(3)[1]由图乙可知,当电阻为10Ω时,电路中的电流为0.24A,故电阻两端的电压
[2]由图乙中数据可知,电阻变为原来的几倍,电流就变为原来的几分之一,故得出结论:当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
[3][4]用25Ω实验时,若其两端电压为2.4V,电流为
则滑动变阻器两端电压为
滑动变阻器接入阻值为
而滑动变阻器阻值最大仅30Ω,不够大,因此Rx是25Ω。
(4)A.在探究“电路中电流与电阻的关系”时,当更换为阻值较大的定值电阻时,滑动变阻器接入电路的电阻RP也增大,电路总电阻变大,电流表示数I应该变小,I与RP不是正比例关系,故A错误;
B、由控制变量法可知,探究“电路中电流跟电阻的关系”时,应控制电阻两端电压保持不变,因此U-R变化的图像应该是一条与R平行的直线,故B错误;
C.在探究“电路中电流与电阻的关系”时,定值电阻R两端电压为定值,根据串联电压关系,滑动变阻器分得电压也为定值,由串联分压关系可知,RP与R成正比关系,故C正确。
故选C。
22. 电压太低 E和F
【详解】(1)[1]看图可知,小灯泡和LED串联,电路图如下:
(2)[2]闭合开关时,LED灯亮而小灯泡不亮,小灯泡不亮一定不是断路引起的,可能是短路。但用一根导线接在两个接线柱时,L1亮了,分析可知,一根导线只可能并联在LED的两端时,小灯泡才可能发光,可以排除小灯泡处短路,所以,L1不亮的原因可能是小灯泡两端电压太低,实际功率太小,不足以发光。
(3)[3]闭合开关时,LED亮,而L1不亮的原因是因为小灯泡两端的电压太低,将导线接在E和F两个接线柱上,将LED短路,相当于小灯泡接在电源两端,小灯泡亮了。
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