专题特训4 电路故障的分析与判断&16.5 跨学科实践：制作简易调光台灯-【通成学典】2026-2027学年九年级全一册物理拔尖特训(人教版·新教材)

第十六章电压电阻 专题特训四 电路故障的分析与判断 雪围雷 类型一串联电路故障 面面国 1.[2025镇江]小明用如图所示的电路探究串联电路的电压特点，电源电压恒为3V。闭合开关后， 发现电压表V1的示数为3V,电压表V2的示数为0V,则电路的故障可能是 () A.电阻R1短路 B.电阻R1断路 C.导线①断路 D.导线②断路 当双 (第1题图) (第2题图) 2.如图所示的电路中，闭合开关，通过观察发现灯泡L1亮、L2不亮。调节变阻器的滑片P,灯泡L 的亮度发生变化，但灯泡L2始终不亮。出现这一现象的原因可能是 () A.灯泡L2短路 B.滑动变阻器短路 C.灯泡L2灯丝断了 D.电压表接触不良 3.闭合如图所示电路的开关S后，电路正常工作。过了一会儿，灯L突然熄灭，可能是 A.电阻R短路，电流表的示数变小 B.灯L短路，电流表的示数变大 C.电阻R断路，电流表的示数变大 D.灯L断路，电压表的示数变小 s d ☒L ④ ④ ÷包 a L (第3题图) (第4题图) 4.“勤于观察，乐于动手”是学好物理的重要方法。小王在做“探究串联电路电流规律 实验中，按如图所示连接好电路，闭合开关S后，两灯都不发光。为检查电路故障 王采用了以下几种方法，下列分析正确的一项是 A.用电流表测量α处电流，闭合开关，若电流表无示数，则L1断路 B.用导线连接ab两点，闭合开关，若灯泡L2发光，则L1短路 C.将电压表并联在α、b两端，闭合开关，若电压表无示数，则L1断路 D.将电压表并联在b、c两端，闭合开关，若电压表有示数，则L2断路 5.在如图所示的电路中，电源电压为U。且保持不变，电阻R和小灯L的阻值均 为R。闭合开关S,小灯不发光。若电路中仅有一处故障，且只发生在电阻R 田 L 或小灯L上，则： (1)三个电表中示数一定不为0的是 (2)若三个电表中只有一个电表的示数为0，则电压表V的示数为 (第5题图) V的示数为 ,对应的故障为 49 拔尖特训·物理（人教版）九年级全一册 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，电路中只有一处故障。 (1)请判断该电路中可能存在的故障： (将可能的故障填写完整) L R (2)为进一步确定故障，小明同学将一个电流表正确串联在该电路中，闭合开 关S,观察电流表的示数。若电流表有示数，则说明故障是 (第6题图) 若电流表无示数，则说明故障是 (3)为进一步确定故障，小华同学将电压表V正确并联在灯L的两端。请判断他能否找出电路 的故障，并说明理由： 类型二并联电路故障 ■■应 7.[2024泰安]如图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关后，电路中各元件正常工作，两个 相同的电流表（均有0~0.6A,0~3A两个量程）指针偏转的角度相同。一段时间后电流表A,指 针偏转的角度突然变为原来的5，若定值电阻R,或R,出现了断路故障，其他元件均完好。针对 故障电路的观察分析，下列说法中正确的是 () A.电压表示数为零 B.此时电流表A1的示数一定大于A2的示数 C.一定是电阻R,出现了断路故障 D.一定是电阻R2出现了断路故障 R ① ④ H④ 凸 L⑧ ⊙ (第7题图) (第8题图) 第题图 8.如图所示的电路中，闭合开关后，两灯泡均正常发光，电流表和电压表均有示 一会儿，其中一个灯泡突然熄灭，但两个电表的示数不变，电路出现故障的原因 A.L,断路 B.L1短路 C.L2断路 D.L 9.如图所示，闭合开关S,灯泡L1、L2都能正常发光，两个电表都有示数，工作一段时间后，灯泡L 突然熄灭，L2仍然正常发光，两个电表均无示数，则故障可能是 () A.电压表短路 B.L1断路 C.电流表断路 D.L1短路 50 >“答案与解析”见22 第十六章电压电阻 第5节 跨学科实践：制作简易调光台灯 边一阶·基础通关 融通新授知识，夯实双基 1.[2025西藏]为了保护视力，需设计一盏能连续调节亮度的台灯，下列电路图符合要求的是() R A B. c. D. 2.如图甲所示为小明使用的调光台灯，如图乙所示为调光的电位器结构图，顺时针转动 旋钮，滑片在弧形电阻片上同向滑动，灯泡变亮。此时是将电位器的接线柱 (填“a和b”“b和c”或“a和c”)接入电路中。小明收集了很多材料和长度都相同但粗 细不同的铅笔芯，如图丙所示为他用身边器材自制的简易调光灯电路。闭合开关，当夹子A从最 左端移动到右端的过程中，他发现灯泡亮度变化不明显，他应该调换更 (填“粗”或“细”) 的铅笔芯。 A铅笔芯 电阻片 干电池 电位器 丙 (第2题图) 刀二阶·素能攀升 强化运用能力，提升素能▲ 3.[2025运城期中]阅读材料，回答问题。 制作简易调光台灯 当人们在灯光下看书时，如果感觉灯光太亮，有点刺眼，可以通过调光装置改变台灯 的亮度。同学们成立了制作简易调光台灯的项目团队，制定了“项目提出、项目分析、项 目实施、展示交流”的学习流程，研究了制作一盏简易调光台灯的方法，收集材料并组装 了如图所示的简易调光台灯。 (第3题图) 把电池盒、开关、电位器按照设计方案安装固定在一个底座上，找一根金属（或塑料）管，管的 一端固定小灯泡，使小灯泡的导线从管中穿过，管的另一端也固定在底座上；最后还制作了一个 灯罩，扣在小灯泡上。这样一盏简易调光台灯就做好了。 (1)调光台灯中的电池盒是提供 的装置。旋转电位器改变灯泡亮度是通过改变电位器 中电阻体接入电路的 (填“长度”或“温度”)来改变接入电路中的电阻的。 (2)连接电路时，电位器应该与小灯泡 联。 (3)在展示交流环节，有同学提出可以用发光二极管代替小灯泡，但是将发光二极管接入电路后， 闭合开关，无论怎样调节电位器，二极管都不能发光，造成此现象的原因可能是 (合理即可)。 “答案与解析”见P23 514.B由图可知，电流的路径只有一条，该电路为串联电 路，电压表并联到了灯泡L2的两端，测量的是I。两端的 电压 5.A左图中灯泡I1与滑动变阻器串联，当滑动变阻器的 滑片P向右滑动时，接入电路中的电阻变大，电路中的电 流变小，灯泡I1变暗；右图中灯泡I2与滑动变阻器并联， 灯泡两端电压等于电源电压，保持不变，即滑片向右移动 时，灯泡L。的亮暗不变。 6.C由图可知，开关S闭合，两灯并联，电压表测I2两端 的电压，电流表A,测干路电流，电流表A2测通过I2的电 流。电压表的示数为5V,即L。两端的电压U2=5V,由 于并联电路各支路两瑞的电压相等，等于电源电压，所以 电源电压等于L2两端的电压，U=U,=U2=5V,故A错 误，C正确；电流表A,的示数为0.6A,即干路电流I= 0.6A,电流表A2的示数为0.4A,即通过I。的电流I2= 0.4A,故BD错误。 7.D由图可知，闭合开关S和S2,两灯并列接入电路， 即两灯并联，故A错误；由图可知，开关S,在干路中，控制 整个电路，若断开开关S,两灯均不发光，故B错误；由于 并联电路各支路两端的电压相等，所以两灯两端的电压相 等，故C错误；由图可知，电流表测干路电流，若断开开关 S2,由于并联电路各支路互不影响，所以通过L,的电流不 变，通过I2的电流变为0，根据并联电路的电流规律可知！ 电流表的示数会变小，故D正确。 8.C如图所示的电路，闭合开关S、S,小灯泡L和L。 并联，故A错误：电流表测量的是I2的电流，故B错误：若 只断开S,小灯泡L,熄灭，L。正常发光，因为是并联，互不 影响，故C正确；电压表与灯L并联，若电压表突然发生 断路，则灯L不会熄灭，故D错误 9.D由电路图可知，只闭合S,时，电流从电源正极出发， 经过电流表、L,、S回到电源负极，只有灯泡L,发光，故A 错误；由电路图可知，只闭合开关S时，灯泡L,和L。串 联，电压表测L,两端的电压，故B错误；先闭合S,灯泡L 和L2串联，电压表测L两端的电压，再闭合S,灯泡L 被短路，只有灯泡L发光，电压表测量电源电压，其示数 变大，故C错误；先闭合S,灯泡L和L2串联，电流表测 量电路中的电流，再闭合S,灯泡L2被短路，由于短路会 使电路中总电阻变小，电流变大，所以电流表示数会变大， 故D正确。 10.BD当a、b均为电流表时，闭合开关，会造成电源短 路，故A错误；当a、b均为电压表时，a表测量总电压，b表 测量灯I2两端的电压，由串联电路中各用电器两端的电 压之和等于电源电压可知，a表示数比b表示数大，故BD 正确，AC错误。 专题特训四电路故障的分析与判断 1.B如图两个电阻串联，电压表分别测量两个电阻的电 压，电源电压恒为3V。闭合开关后，发现电压表V的示 数为3V,可能是测量电源电压，即电压表V,并联以外的 部分发生短路，即电阻R,短路，也可能电压表V,并联部 分断路，使得电压表V串联在电路中，即电阻R,断路；电 压表V,的示数为0V,可能是电压表V,短路，或电压表 V2并联部分以外是断路，即电阻R,断路，故B正确，ACD 错误。 2.A由题图知，两灯泡和滑动变阻器串联，电压表测L 两端的电压；若灯泡L2短路了，则L2始终不亮，L,亮，且 调节变阻器的滑片，能改变L,的亮度，故A正确；若滑动 变阻器短路了，L、L。串联，都可以发光，故B错误；若灯泡 L2灯丝断了，则整个电路断路，L,也不能发光，故C错误； 若电压表接触不良，则电压表断路，串联电路仍接通，两灯 泡都亮，故D错误。 3.B假如灯L发生故障：灯L断路，电阻R完好，电压表 示数接近电源电压，电压表示数变大，电流表的示数应变 小为零：灯L短路，为电阻R的基本电路，此时电压表被短 路，故电压表示数为零，电流表示数变大。假如电阻R发 生故障：R断路，电路断路，电流表、电压表的示数变小为 零；R短路，为灯泡的基本电路，灯泡发光：此时电压表测 量电源电压，电压表、电流表示数均变大。综合上述两种情 况，电路故障只能是灯I短路，所以B正确，ACD错误。 4.D由图可知，两灯串联，闭合开关S后，两灯都不发光， 如果故障发生在其中一个灯上，应该是有一个灯发生了断 路，不会是一个灯发生短路，因为如果一个灯短路，另一个 灯会发光。用电流表测量α处电流，闭合开关，若电流表 无示数，可能是L断路，也可能是L2断路，故A错误；用 导线连接a、b两点，闭合开关，若灯泡L2发光，则L,断 路，如果L,短路，原来灯L2就可以发光，故B错误；将电 压表并联在α、b两端，闭合开关，若电压表无示数，说明电 压表的正负接线柱不能连接到电源的正负极上，则I2断 路，故C错误；将电压表并联在b、c两端，闭合开关，若电 压表有示数，说明电压表的正负接线柱能连接到电源的正 负极上，则I2断路，故D正确。 5.(1)电压表V(2)U0小灯L短路（或U,U 小灯L断路) 〔解析)(1)由图可知，该电路为串联电路，电流表测量电 路中的电流，电压表V,测小灯两端的电压，电压表V测电 源电压。闭合开关S,小灯不发光，故说明电路可能断路， 也可能是小灯短路。已知电路中仅有一处故障，且只发生 在电阻R或小灯L上，即可能是R断路（电流表和电压表 V,都没有示数)，也可能是小灯L断路（电流表没有示数） 或小灯L短路（电压表V,没有示数），电压表V始终测量 电源电压，因此无论是哪种情况，示数一定不为0的电表是 电压表V。(2)根据电路中只存在一处故障，且只发生在 小灯L或电阻R上，可以作出以下假设：①若小灯L短 路，则电路中有电流，电流表有示数，此时电压表V,测一 段导线两端的电压，其示数为0，电压表V测量的是电源电 压，示数为U,故①符合题意；②若小灯L断路，则电流表 示数为0，电压表V,、电压表V测量的都是电源电压，都有 示数，示数均为U。,故②符合题意；③若R断路，则电流表 示数为0，电压表V的示数也为0，即有两个电表的示数 都为0，故③不符合题意：④若R短路，则为L的简单电 路，电流表示数不为0，电压表V、V,测量电源电压，示数 不为0，故④不符合题意。综上可知，若三个电表中只有一 个电表的示数为0，则电压表V的示数为U,,V,的示数为 0,对应的故障是小灯I短路；或电压表V,、V的示数均为 U。,对应的故障是小灯L断路。 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V均无示数 〔解析)在题图所示的电路中，“灯L不亮”说明灯L中无电 流。题中已说明“除灯L和电阻R外，其余元件均完好” 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。若灯L断路，则电压表左侧接线柱不与电源连接， 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，则电压表的两个接线柱与电源正、负极是连接 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，则电压表有示数（等于电源电压），符合 题意，有可能。 方法归纳 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，从而得出正确答案。 7.C分析电路可知，R,、R2并联。电流表A测干路电 流，电流表A测通过R2的电流，电压表测电源电压，则电 压表示数不为零，故A猎误：两个相同的电流表（均有0一 0.6A,03A两个量程)指针偏转的角度相同，根据并联 电路的电流规律可知，电流表A选用大量程，电流表A 选用小量程，且电流表A,示数是电流表A示数的5倍。 一段时间后，电流表A,指针偏转的角度突然变为原来的 5,则电流表A,和电流表A示数相等，所以故障是电阻 R出现了断路。 8.C由图知，闭合开关S后两个灯泡是并联的，电流表测 量通过L,的电流，电压表测量L2两端的电压，也测量整 个电路的电压（并联电路中各支路两瑞的电压等于电源电 压)。根据题意可知，原来L1、I2两灯泡均正常发光，电流 表和电压表均有示数；过了一会儿，其中一个灯泡突然熄 灭，两个电表的示数均不变。若L,断路，则电流表没有示 数，故A不符合题意；若I,短路或I2短路，则整个电路都 会短路，电源会被烧坏，电压表的示数减小为0，故D均不 符合题意；若L2断路，则L2不亮，L,所在的支路不受影 响，L,仍然发光，电流表的示数不变，此时电压表测量电源 电压，其示数也不变，故C符合题意。 9.C若电压表短路，则整个电路短路，灯泡都不亮，故A 错误；若L,断路，则L,不亮，电流表无示数，而电压表能 够测量电源电压，有示数，故B错误；若电流表断路，则L 不亮，两电表无示数，灯泡L2不受影响，仍然亮，故C正 确；若L,短路，则整个电路短路，灯泡都不亮，故D错误。 第5节跨学科实践：制作简易调光台灯 1.B该电路为灯与定值电阻串联，电路中的电流不可改 变，不能调节台灯的亮度，故A不符合要求；该电路中灯与 滑动变阻器串联，由于串联电路各用电器相互影响，所以 能通过调节滑动变阻器来调节台灯的亮度，故B符合要 求；该电路中灯与定值电阻并联，由于并联电路各支路互 不影响，所以不能调节台灯的亮度，故C不符合要求；该电 路中灯与滑动变阻器并联，由于并联电路各支路互不影 响，所以不能调节台灯的亮度，故D不符合要求。 2.b和c细 3.(1)电压长度(2)串(3)二极管正负接线柱接 反了 〔解析)(2)通过调节电位器控制台灯的亮暗，因此电位器 与台灯的灯泡的连接方式是串联，若是并联，电位器调节 接入电阻，无法改变台灯所在支路的电流。(3)发光二极 管有单向导电性，闭合开关，无论怎样调节电位器，二极管 都不能发光，可能原因是二极管正负接线柱接反了。 第十六章拔尖自主测评 1.C 2.A由A图可知，两灯泡串联，电压表与L并联，且符 合电流从正接线柱流进、负接线柱流出，因此电压表测I 两端的电压，故A正确：由B图可知，两灯泡串联，电压表 并联在电源两端，则电压表测量电源电压，故B错误；由C 图可知，两灯泡串联，并且电压表与L2并联，因此电压表 测L2两端的电压，故C错误；由D图可知，两灯泡串联，电 压表与L,并联，但正、负接线柱接反了，故D错误。 3.B在该实验中，电阻的大小是通过小灯泡的亮度来体