电路故障分析 专项训练 -2027届高考物理一轮复习

电路故障分析 一、解答题 1．如图所示，电流表读数为0.75 A，电压表读数为2 V，R3＝4 Ω。若某个电阻发生断路，将使电流表读数变为0.8 A，电压表读数变为3.2 V（电流表、电压表均为理想电表）。 (1)则发生断路的电阻是哪一只？ (2)求电动势E和电阻R2。 2．如图，电阻R3=5Ω，电压表示数为6V，电流表示数为0.5A，后来由于某一电阻断路，电压表示数为9V，电流表示数变为0.6A。问： (1)请判断发生断路的电阻是哪一个并写出理由； (2)求电池组的电动势和电阻。 3．如图所示电路中，，电流表读数为0.75A，电压表读数为2V，由于某一电阻断路，使电流表读数为0.8A，而电压表读数为3.2V。 求： (1)哪一只电阻断路？ (2)、的阻值各为多大？ (3)电源电动势和内电阻各多大？ 4．如图所示的电路中，已知，理想电流表的读数I=0.75A，理想电压表读数，经一段时间后一电阻断路，使电流表的读数变为，而电压表的读数变为。 (1)发生断路的电阻是哪一个： (2)求的电阻值； (3)求电源的电动势和内阻。 家庭电路 家庭电路是由电能表、进户线、总开关、保护设备（如熔断器、漏电保护器）、用电器（如灯具、空调、洗衣机等）、导线等组成的系统。 5．某居民家中的部分电路如图所示，开始电路正常。将电饭煲的插头插入三孔插座后，正在烧水的电热壶突然不能工作，但是电灯仍然正常工作。拔出电饭煲的插头，电热水壶仍然不能工作。把测电笔分别插入插座的左、右插孔，氖管均发光.若电路只有一处故障，则（    ）    A．电路的C、D两点间断路接地 B．插座左右两孔短路 C．插座的接地线断路 D．电热壶所在支路的B、D两点间断路 6．变阻器可以改变电源的输出功率及用电器功率，在图电路中电源电动势E＝12V，内阻，两个滑动变阻器变化范围均为0～10，则当________、________时可使有最大功率。    7．如图所示电路，在滑动变阻器的滑片P向左端滑动过程中，电压表、电流表的示数变化情况为（    ）    A．两表示数均增大 B．电压表示数增大，电流表示数减小 C．两表示数均减小 D．电压表示数减小，电流表示数增大 8．如图所示的电路中，输入电压U恒为12V，灯泡L上标有“6V，12W”字样，电动机线圈的电阻，若灯泡恰能正常发光，电动机的输入功率为________W，电动机的效率η＝________。    9．在如图所示的电路中，当S闭合时，电压表和电流表（均为理想电表）的示数分别为1.6V和0.4A；当S断开时，它们的示数分别改变0.1V和0.1A，求电源的电动势和内电阻。    10．如图所示，电流表读数0.75A，电压表读数2V，。若某个电阻发生断路，将使安培表读数变为0.8A，电压表读数变为3.2V，（安培表、电压表均为理想电表）求： （1）烧断的电阻是哪一只？ （2）电动势E和电阻的数值各是多少？ 11．如图所示电路，所用电压表、电流表均为理想表。R1=R2=10Ω，R3=15Ω，R4=20Ω。电源电压恒为9V。求 （1）电流表和电压表的示数； （2）若四个电阻中有一个出现了断路，并造成电压表的读数变大，电流表的读数变小，判断发生断路的电阻是哪一个，并计算电压表的读数。 12．某同学家中一盏照明灯突然熄灭，电路示意图如图所示。检查发现，断路器并未断开。试分析照明灯不亮的原因可能有哪些？如何进一步检测、排除电路故障？ 13．图示的电路中有AB、CD、EF三根连接电路的导线，其中一根导线内部的铜丝是断的，另外两根导线和电源、电阻R1、R2都是完好的。为了查出断导线，某同学把多用电表的红表笔接在A点的电源正极接线柱上，将黑表笔分别接在其他点所示的接线柱上，根据多用电表的示数作出判断。 （1）如果选用的是直流10V挡，请说明判断的方法； （2）有同学建议用直流2.5V挡、直流0.5A挡、电阻“”挡来进行上述操作，请分别说明如此操作可能产生的后果。 14．如图所示的电路，电阻R3＝4Ω，电流表A和电压表V均为理想电表。闭合开关S后，电流表示数为0.75A，电压表示数2.0V。由于某种原因，电路有一只电阻发生断路现象，使电流表示数变为0.8A，电压表示数变化了1.2V。试回答下列问题： (1)判断哪只电阻发生断路，并说明理由。 (2)求电阻R1、R2的值。 (3)求电源的电动势E和内电阻r。 15．在如图所示的电路中，R3=4，A的示数为0.75A，V的示数为2V．突然有一个电阻被烧断，使得A的示数变为0.80A，V的示数变为3.2V（不考虑电表内阻的影响）． （1）哪一个电阻被烧断？ （2）求电阻R1和R2的阻值． （3）求电源的电动势和内电阻． 16．如图甲所示的电路中，小量程电流表的内阻Rg＝100 Ω，满偏电流Ig＝1 mA，R1＝1900 Ω，R2＝ Ω．则： （1）当S1和S2均断开时，改装成的是什么表？量程多大？ （2）当S1和S2均闭合时，改装成的是什么表？量程多大？ （3）利用改装后的电压表对图乙的电路进行故障分析．接通S后，将电压表并联在A、C两点时，电压表有读数；当并联在A、B两点时，电压表读数为零，请写出存在故障的可能情况． 17．如图所示的电路中，理想电流表的读数为0.75A，理想电压表的读数为2.0V，R3=4.0Ω.通电某一段时间后，因某一电阻烧断，使电流表的读数为0.80A，电压表的读数为3.2V，则： （1）电路中哪一个电阻发生故障？ （2）此电路中R1和R2的阻值各为多大？ （3）电源的电动势和内阻各为多大？ 18．如图所示电路中，，电流表读数为0.75A，电压表读数为2V，由于某一电阻断路，使电流表读数为0.8A，而电压表读数为3.2V，问: （1）哪一只电阻断路? （2）电源电动势和内电阻各多大? 19．如图所示的电路中，已知R1=4Ω，电流表的读数0.75A，电压表读数2.0V，经一段时间后一电阻断路，使电流表的读数变为，而电压表的读数变为，求： （1）发生断路的电阻是哪一个？ （2）电源电动势和内阻各是多少？ 20．如图所示，电路中，电阻R3=4Ω，两电表均为理想电表。电流表的示数为0.75A，电压表的示数为2V。由于某种原因使电路中有一只电阻发生断路，使电流表的示数为0.8A，电压表的示数为3.2V。问： （1）是哪一只电阻发生了断路？ （2）电源的电动势和内阻分别为多少？ 21．如图所示的电路中，灯泡A和B原来都是正常发光。忽然灯泡B比原来变暗了些，而灯泡A比原来变亮了些，试判断电路中什么地方出现的何种故障?（设只有一处出现了故障） 22．如图所示电路中，电流表和电压表均为理想电表，，开始时，电流表读数为0.75A，电压表读数为2V．后来由于某一电阻断路，使电流表读数变为0.8A，电压表读数变为3.2V。 (1)判断是哪一只电阻断路（不用说明理由）； (2)求电源电动势和内电阻。 23．如图所示，电灯L的规格为“4V  1W”，滑动变阻器R的总电阻为．当滑片P滑至某位置时，L恰好正常发光，此时电流表示数为0.45A．由于外电路发生故障，电灯L突然熄灭，此时电流表示数变为0.5A，电压表示数为10V．若导线连接完好，电路中各处接触良好．试问： （1）发生的故障是短路还是断路？发生在何处？ （2）发生故障前，滑动变阻器接入电路的阻值为多大？ （3）电源的电动势和内电阻为多大？ 24．如图所示，电流表读数为0.75A，电压表读数为2V，R3=4Ω，经过一段时间后某一电阻烧断，电流表读数变为0.8A，电压表读数变为3.2V，设电表对电路的影响不计，试问： （1）烧断的是哪一个电阻？ （2）电源的电动势和内阻分别是多少？ 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 《电路故障分析》参考答案 1．(1)R2 (2)4V，8Ω 【详解】（1）若R1断路，电流表读数将变为零，与题设条件不符；若R3断路，电压表读数将变为零，与题设条件不符；故R2发生了断路。 （2）R2发生断路时，电压表测量R1两端的电压，则 由闭合电路的欧姆定律 即 电路未断开时 解得R2=8Ω 由闭合电路的欧姆定律 即 联立解得E=4V 2．(1)由题图可知，若R1断路，电流表示数是零，不符合题意；若R3断路，电压表示数是零，不符合题意，因此是R2断路。 (2)13.5V，7.5Ω 【详解】（1）略 （2）R2断路之前令路端电压为，电压表读数为，电流表读数为，则有 根据并联电路分流有 R2断路之后，令电压表读数为，电流表读数为，则有 解得 E=13.5V，r=7.5Ω 3．(1)断路 (2)， (3)， 【详解】（1）若断路，电流表读数将变为零，与题设条件不符，若断路，电压表读数将变为零，与题设条件不符，故发生了断路。 （2）断路时，根据欧姆定律有 断路前，两端电压为 通过的电流为 根据欧姆定律可得 （3）断路时，根据闭合电路欧姆定律得 代入数据可得 断路前，总电流和路端电压分别为 ， 根据闭合电路欧姆定律得 代入数据可得 联立解得 ， 4．(1)R2 (2) (3)4V，1Ω 【详解】（1）因某电阻烧断，电流表、电压表示数均增大，若R1、R3断路，电压表或电流表无读数，可断定发生断路的电阻是R2； （2）R2烧断后，电压表示数为路端电压，则有 （3）根据闭合电路欧姆定律得 R2未烧断时：路端电压 通过R1的电流为 总电流 则有 联立解得 E=4V，r=1Ω 5．A 6． 0 2 7．D 8． 12 83.3％ 9．2V， 【详解】5．由于电灯正常工作，说明A、C之前的电路没问题；测电笔分别插入插座的左、右插孔，氖管均发光，说明AB之间连通，D点通过电热壶与火线接通，因此应该是C、D之间出现断路。 故选A。 6．电路总电阻 电流 R2的功率为 可见不管为何值，都会使得这时对应电流大。再根据电源输出功率与外电阻的关系，得，当时，电源输出功率，即R2的功率最大。 7．在滑动变阻器的滑片P向左端滑动过程中，变小，总电阻变小，总电流增大，内电压变大，外电压变小，即电压表示数变小。流过的电流变小，所以流过电流变大，即电流表的示数变大。 故选D。 8．灯泡恰能正常发光，即电流为 电动机两端电压为 电动机的输入功率为 电动机的发热功率为 电动机的效率 9．当S闭合，、并联接入电路，由闭合电路欧姆定律得 即 当S断开，只有接入电路，由闭合电路欧姆定律得 联合解得 【点睛】 10．（1）；（2）4V；8 【详解】（1）电阻烧断前后，电压表均有读数，说明电压表与电源接触良好，故电阻R3不可能被烧断，电流表始终有读数说明R1完好，被烧断的电阻只能是R2。 （2）烧断后，对R1分析，根据欧姆定律可得 烧断前，有 对R2分析，可得 解得 电路中干路电流为 根据闭合电路欧姆定律，有 烧断后，同理可得 联立，可得 11．（1）2.25V和0.675A；（2）R2，3.6V 【详解】（1）画出等效电路图如图所示： R1和R2并联电阻为 R12==5Ω 则R12与R3串联之后总电压为电源电压 U=E=9V 根据串联电路电流相等可知 所以 U12==2.25V 故电压表读数为2.25V 流过R2的电流 流过R4的电流 电流表测流过R2和R4的总电流，读数为 I=I2+I4=0.225A+0.45A=0.675A （2）若四个电阻中有一个出现了断路，并造成电压表的读数变大，电流表的读数变小，假设R3断路，则R1和R2串联被电流表短路，电路中只有R4，此时电压表读数为零，电流表读数为 故可知电流表和电压表读数均减小，不符合题意； 假设R4断路，则R1和R2并联，然后与R3串联，电流表和电压表均测R2电流和电压，R2两端电压为 U12==2.25V 流过R2的电流 故电压表读数不变，电流表读数减小，不符合题意； 假设R1断路，则R2和R3串联，然后与R4并联，电流表仍然测R2和R4的总电流 电流表的读数 变大，不符合题意； 故只能使R2断路，则R1和R3串联，然后与R4并联，R1和R3串联的总电压为电源电压，串联电压之比等于电阻之比，则 解得 U1=3.6V 12．断路器并未断开，说明故障应是某处发生断路，故照明灯不亮的原因可能是进户火线断路、进户零线断路、开关接触不良、灯泡灯丝断路。 如图所示 用测电笔分别按顺序测试电路中的、、、。如果测点时，测电笔氖管发光，说明是进户火线没有断路，反之说明进户火线断路；测点时测电笔氖管发光，则继续测点，若测电笔氖管不发光，则、之间断路；若测点时测电笔氖管发光，则继续测点，若测电笔氖管不发光，则、之间断路；若测点时测电笔氖管发光，则继续测点，若测电笔氖管不发光，则、之间断路；；若测点时测电笔氖管发光，则进户零线断路。 【详解】略。 13．（1）见解析；（2）见解析 【详解】（1）红表笔接在A点，黑表笔依次接在其它点，观察电表示数： ①黑表笔如果接在E点或者D点时，电表示数为6V，说明EF段导线无断路；如果接在E点或者D点时，电表示数为0V，说明EF段导线断路； ②如果接在B点或者C点时电表示数为6V，说明CD、EF段导线无断路，断路必定在AB段；如果接在B点或者C点时，电表示数为0V，说明CD或者EF段导线有断路，然后黑表笔如果接在E点或者D点时，若电表示数为6V，说明EF段导线无断路，断路必定在CD段，如果接在E点或者D点时，电表示数为0V，说明EF段导线断路，其他段完好。 （2）①用直流2.5V挡测量时，由于电源电压为6V，超出了电表的量程，电表会损坏；②用直流0.5A挡测量时，电表直接接在电源两端时，此时电流过大会损坏电表；③用电阻“”挡测量时，需要将原电路的电源断开，本题不满足条件，有可能接到某点时，有电流通过电阻，可能会损坏电表。 14．(1)R1断路，理由见解析；(2)R1=8Ω，R2=4Ω；(3)E=4V，r=1Ω 【详解】(1)R1断路。断路前后，R2均有电流，排除R2。断路后，电压表有读数，排除R3，则必定是R1发生断路。 (2)根据断路状态时 断路前，R2的电压 U1=I1R2=0.75×4V=3V 流过R3的电流 A=0.25A 则 (3)根据闭合电路欧姆定律得 E=U1+（I1+I3）r=3+r E=U2+I2′r=3.2+0.8r 联立组成方程组，解得 E=4V r=1Ω 15．(1)必定是R2发生断路，(2)电阻R1和R2的阻值分别是4Ω和8Ω；(3)电源的电动势和内电阻分别是4V，1Ω． 【详解】（1）R2断路；因为当R2断路时，电路总电阻变大，总电流减小，路端电压变大，电压表测量的是电源路端电压，则读数变大，因R1两端电压变大，则电流表读数变大；                                                            （2）由题意可知，电阻R2被烧断后，V的示数就是电源的路端电压，也就是电阻R1两端的电压； 电阻R2烧断前，通过R2的电流为: 电阻R2的阻值为:                                   （3）由闭合电路欧姆定律得 E=I1R1+（I1+I2）r                               E=U +Ir                                                             联立上面两式解得 E=4V，r=1Ω． 16．（1）改装为电压表，其量程为（2）改装为电流表，其量程为（3）段断路或段短路或两种情况均存在． 【详解】（1）当S1、S2均断开时， Rg与R1串联，改装为电压表，其量程为 解得： （2）当S1、S2均闭合时， Rg与R2并联，改装为电流表．其量程为： 解得： （3）接通S后，将电压表并联在A、C两点时，电压表有读数；说明故障在AC之间；当并联在A、B两点时，电压表读数为零，说明故障的原因可能是BC段断路或AB段短路或两种情况均存在． 17．（1）R2（2）4.0Ω、8.0Ω（3）4.0V、1.0Ω 【详解】（1）若烧断，则电流表无示数，若烧断，则电压表无示数，故发生故障； （2）烧断前，根据欧姆定律有：① 烧断后，电压表读数为路端电压，故② 代入①解得 （3）烧断前，； 烧断后，，联立解得； 18．（1）断路；（2）4V，1Ω 【详解】（1）若断路，电流表读数将变为零，与题设条件不符，若断路，电压表读数将变为零，与题设条件不符，故发生了断路； （2）断路时 根据闭合电路欧姆定律得 即 未断路时 总电流 则有 即 联立解得 19．（1）R2；（2）4V；1Ω 【详解】（1）因某电阻烧断，电流表、电压表示数均增大，若R1、R3断路，电压表或电流表无读数，故可断定发生断路的电阻是R2； （2）由R2烧断后：电压表的示数等于路端电压，则 根据闭合电路欧姆定律得 即 R2未烧断时：路端电压 通过R1的电流 总电流 则有 即 联立解得 ， 20．（1）R1；（2）4V，1Ω 【详解】（1）若断路，电流表读数将变为零，与题设条件不符。若断路，电压表读数将变为零，与题设条件不符。故是发生了断路。 （2）断路时根据欧姆定律 根据闭合电路欧姆定律得 即 在没有断路时，流过电阻R3的电流为 电路中总电流为 则有 即 联立以上解得 21．R2断路 【详解】由题，两灯均亮，则电路故障不会是短路。 电阻R2与灯泡A是并联的，若R2断路，此处只有灯泡A一个电阻，根据并联电路总电阻与分电阻的关系，此处电阻相当于增大，所以灯泡A两端电压增大，根据串联分压，灯泡B两端电压降低，所以A亮度变亮，灯B亮度变暗； 同理，若R3断路， A亮度变暗、B亮度变亮； 若电阻R1断路，外电路总阻值增大，路端电压增大，A、B两灯的电压均增大，两灯都应变亮。 故故障之处是R2断路。 22．（1）R1断路（2）4V，1Ω。 【详解】（1）R3断路会造成电压表无示数，R2断路会造成电流表无示数，均不符合题意，故R1断路； （2）R1断开后，电压表示数即为R2上的电压，故 R1断开前，R2两端的电压 U2= I2 R2=0.75×4V=3V 而此时电压表示数为 U1=2V 故R3上的电压为 U3= U2-U1=1V 流过R3的电流为 =0.25A 由闭合电路欧姆定律可得，R1断开前 E=3V+(0.75+0.25)rR1断开后 E=3.2V+0.8r 联立两式解得，电源电动势和内电阻为 E=4V，r=1Ω 23．（1）电灯L发生断路（2）20Ω（3）12.5V；5Ω 【详解】（1）电路发生故障后，电流表读数增大，路端电压也增大，因此外电路总电阻增大，在外电路某处一定发生了断路．由于电流表有读数，不可能断路，电压表也有读数，滑动变阻器R也不可能断路，因此，只可能是电灯L发生断路． （2）L断路后，外电路只有，因无电流流过R，电压表示数即路端电压 ．L未断路时恰好正常发光 ． （3）根据闭合电路欧姆定律可知，故障前 故障后 得 ． 24．（1）R2断路；（2）4V、1Ω 【分析】（1）由题意，电路中某一电阻断路后，两电表的读数都变大，不可能是R3和R1断路，否则变化后电压表或电流表无读数，只可能R2断路． （2）断路时，电压表读数等于电阻R1的电压，由欧姆定律求出R1．根据闭合电路欧姆定律对发生断路前后列方程，组成方程组求解电动势和内电阻． 【详解】（1）因某电阻烧断，电流表、电压表示数均增大，若R1、R3断路，电流表或电压表无读数，可断定发生故障的电阻是R2。 （2）由R2烧断后：电压表的示数等于路端电压，则 根据闭合电路欧姆定律得 U=E﹣Ir 即有 3.2=E﹣0.8r R2未烧断时：路端电压 U′=R1I′=4×0.75V=3V 通过R3的电流 总电流 I0=I3+I′=0.25A+0.75A=1.0A 则有 U′=E﹣I0r 即 3=E﹣r 联立解得 E=4V r=1Ω 【点睛】本题中涉及故障分析，采用排除法逐一分析，对于电源的电动势和内阻，常常根据两种情况列方程组求解。 答案第1页（共2页） 答案第1页（共2页） 学科网（北京）股份有限公司 $