2020年基于核心素养下的34个中考物理特色专题专题09电路故障问题解析

1专题09电路故障问题一、电压表问题引起电路故障分析（一）电压表示数为零的情况1.电压表测量的用电器发生短路一灯亮一灯不亮，电流表有示数；2.干路用电器发生断路两灯都不亮，电流表无示数；3.电压表故障或与电压表连线发生断路两灯都亮，电流表有示数（二）电压表示数等于电源电压的情况1.电压表测量的用电器发生断路两灯都不亮，电流表无示数注：此时不能把电压表看成断路，而把它看成是一个阻值很大的电阻同时会显示电压示数的用电器，由于电压表阻值太大，根据串联电路分压作用，电压表两端几乎分到电源的全部电压，电路中虽有电流但是很微弱，不足以使电流表指针发生偏转，也不足以使灯泡发光。如果题目中出现“约”、“几乎”的字眼时，2我们就锁定这种情况。2.干路用电器发生短路一灯亮一灯不亮，电流表有示数二、电流表无读数引起电路故障分析电流表有示数说明和电流表串联的电路是通路；电流表没有示数则有两种情况：1.断路；2.电路中电流太小，不足以使电流表指针发生偏转（例如：电压表与电流表串联）3.用电流表判断电路故障例题及其解析三、电路元件问题引起电路故障分析四、电源被短路问题引起电路故障分析【例题1】在如图所示的电路中，闭合开关S，两灯均正常发光；一会儿后，一灯突然熄灭，另一灯仍正常发光，且电压表、电流表示数均不变．下列判断正确的是（）A．L1短路B．L1断路C．L2短路D．L2断路【答案】B．【解析】此题考查了用电流表、电压表来判断电路故障，对两表的用法和特征要会运用．关键要正确理解断路和短路的含义．分析电路知，两只灯泡并联，电压表测并联电路的电压，电流表测L2的电流．并联电路的特点是：各用电器工作状态互不影响．根据电流表、电压表在电路中特征来判断．A．L1短路，则造成电源两极相连，电源短路，电压表、电流表示数均为零．故A不合题意；B．L1断路，L2支路不受影响，电流表示数不变，电压表示数仍等于电源电压．故B符合题意；C．L2短路，则电直接接在了电源两极，被烧坏，无示数．故C不合题意；3D．L2断路，则电压表直接测电源电压，示数不变，电流表示数为零．故D不符合题意．【例题2】如图所示是小刚同学测定小灯泡电功率的电路图，当闭合开关时，发现灯L不亮，电流表有明显示数，电压表示数为零，若故障只出现在灯L和变阻器R中的一处，则下列判断正确的是（）A．灯L断路B．灯L短路C．变阻器R断路D．变阻器R短路【答案】B【解析】小灯泡不发光说明灯泡短路或灯泡断路或滑动变阻器断路，电流表有示数，安说明电路不可能是断路，是短路，滑动变阻器短路时，灯泡会发光，故电路中存在的故障可能是小灯泡短路，电压表测量的是一段导线两端的电压，电压为0，B正确,选B。【例题3】在如图所示的电路中，R1=R2，电键S闭合后，电路正常工作，电流表和电压表的示数分别为I0，U0，过一段时间后一个电表示数变大，一个电表示数变小。已知电路中仅有一处故障，且只发生在电阻R1、R2上，请根据相关信息写出电表的示数及相应的故障。、。【答案】电压表示数为2U0，电流表示数为0，说明R1断路；电压表示数为0，电流表示数为2I0，说明R1短路。【解析】原电路中，两电阻串联，电压表测R1的电压（小于电源电压），根据分压原理，两电阻的电压相等，由串联电路电压的规律，电源电压U=2U0，电流表测电路中的电流，由电阻的串联和欧姆定律，电流表示数：I0=U/(R1+R2)=U/R12﹣﹣﹣﹣﹣①：（1）若R2短路，则电压表测电源电压2U0，电压表示数变大，此时为R1的简单电路，电流表示数：I′=U/R1=2I0﹣﹣﹣﹣②由①②电流表示也变大，与一个电表示数变大，一个电表示数变小不符合，故故障不可能是R2短路；若R2断路，整个电路断路，两表都没有示数，两表示数都变小，故故障不可能是R2断路；4（2）已知电路中仅有一处故障，故故障只能是R1断路或短路，若R1断路，电压表串联在电路中测电源电压，示数电源电压U=2U0，电压表示数变大；电流表示数为0，电流表示数变小；符合题意；若R1短路，电压表示数为0，电压表示变小，电路为R2的简单电路，由欧姆定律，电流表示数为：I″=U/R2=2I0，电流表示数变大，符合题意；综上：电压表示数为2U0，电流为0，说明R1断路；电压表为0，电流表示数为2I0，说明R1短路。一、选择题1.某同学家的电灯均正常工作，当他把“220V16W”的台灯插入插座后，闭合台灯开关，室内电灯全部熄灭.发生这一现象的原因可能是A.插座处短路B.台灯灯头处短路C.插座处断路D.台灯灯头处断路【答案】B【解析】本题考查家庭电路故障问题。如果是断路，则只会影响到台灯，不会影响到其他灯，故C、D错误；如果是插座处短路，则不用等到闭合开关就会导致保险丝烧断室内点灯全部熄灭，所以A错误；灯头处短路符合题中所述情景，闭合开关之后，保险丝被烧断，室内点灯全部熄灭，故选B。2.如图所示，开关闭合，两个灯泡都不发光，电流表指针几乎不动，而电压表指针有明显偏转，该电路故障可能是（）A．电流表开路，并且L1、L2灯丝断了B．L1灯丝断了C．灯泡L2开路D．灯泡L1短路【答案】B【解析】闭合开关两灯都不亮，原因有两个：断路或短路。已知两灯串联都不亮，所以不可能是一灯短路，5只能是断路。A．如果电流表开路，两只灯泡L1、L2灯丝断了不能发光，电压表、电流表无示数。不符合题意；B．如果灯泡L1灯丝断了，两只灯泡都不发光，电流表无示数，电压表测量电源电压指针偏转。符合题意；C．如果灯泡L2开路，两只灯泡都不发光，电压表、电流表都无示数。不符合题意；D．如果灯泡L1短路不能发光，L2能够发光。不符合题意。3.如图所示，闭合开关后两灯不亮，用电压表先后测得UAD=UAC=UAB=4.5V，则故障可能是（）A．灯L1发生断路B．灯L2发生断路C．灯L1发生短路D．灯L2发生短路【答案】A【解析】本题考查了用电压表检测电路的故障。当电压表所测的那部分电路断路，电压表与电路串联，分担电源电压，要注意辨别。电路发生断路时，当电压表的正负接线柱与电源两极相连时，电压表有示数，否则无示数。由题意可知，闭合开关后两灯都不亮，测得UAD=UAC=UAB=4.5V，说明电源电压为4.5V；A．若灯L1发生断路，电压表并联在L1两端时与电源相通由示数且等于电源电压，故A符合题意；B．若灯L2发生断路，电压表并联在L2两端时与电源不相通，没有示数，故B不符合题意；C．若灯L1发生短路，电压表同时被短路没有示数，灯泡L2发光，故C不符合题意；D．若灯L2发生短路，灯泡L2发光，电压表有示数，故D不符合题意。4.如图所示电路，电源电压保持不变。下列说法正确的是（）A．同时闭合开关S1和S3，则电路会出现短路B．同时闭合开关S1和S2，则R2被短接，只有R1接入电路C．只闭合开关S1，则R1与R2串联；再将滑片P向左移，电路的总功率变大D．同时闭合开关S2和S3，则R1与R2并联；再将滑片P向左移，电路的总电阻变小【答案】ACD6【解析】A．由图知，同时闭合开关S1和S3，导线将电源两极连接起来，则电路会出现短路，故A正确；B．同时闭合开关S1和S2，则R1被短接（被短路），只有R2接入电路，故B错误；C．只闭合开关S1，则R1与R2串联；再将滑片P向左移，变阻器连入电路中的电阻变小，根据电阻的串联规律，总电阻变小，根据P=可知，电路的总功率变大，故C正确；D．同时闭合开关S2和S3，则R1与R2并联；再将滑片P向左移，变阻器连入电路中的电阻变小，根据电阻的并联规律，电路的总电阻变小，故D正确。5.如图所示，闭合开关S后，发现电灯L不亮，且保险丝没有熔断．用试电笔测试灯头的两端C、D，发现这两处都能使试电笔的氖管发光，再用试电笔测试B处氖管不发光．若电路中只有一处故障，则（）A．AC段某处断路B．BD段某处断路C．电灯L断路D．电灯L短路【答案】B【解析】解决此题要知道保险丝没有熔断，说明没有发生电流过大的情况；测量火线氖管发光，证明进户火线正常；测量零线不发光，说明零线也正常．A．AC段某处断路时，则试电笔接触D点时，氖管不发光，故A错误；B．BD段某处断路，则试电笔接触CD点时，氖管发光，接触B点时不发光，故B正确；C．电灯L断路，则试电笔接触D点时，氖管不发光，故C错误；D．电灯L短路，则电源短路，电路中电流过大，保险丝会熔断，与题意不符，故D错误．6.小雅同学在做电学实验时，不小心将电压表和电流表的位置互换了，如图所示，如果此时将开关闭合，则（）A．两表都可能被烧坏B．两表都不会被烧坏C．电流表不会被烧坏D．电压表不会被烧坏，电流表可能被烧坏7【答案】D．【解析】电流表的电阻很小，相当于一段导线，将电压表和电流表位置接反了，电流表直接接到电源两极上，电路就是短路．将电压表和电流表位置接反了，如图所示，此时电流表直接接到电源两极上，造成电源短路；通过电流表的电流会很大，电流表将被烧坏；由于是电源短路，没有电流通过电压表，所以，电压表不会烧坏．7.如图所示的电路，闭合开关S，灯泡L1，L2均不发光，且电流表Ⓐ和电压表Ⓥ指针均指在零刻度．现将灯泡L1和L2位置对调，其余元件位置不变，重新闭合开关S时，发现两只灯泡仍不发光，电流表Ⓐ指针仍然不动，但电压表Ⓥ的指针发生了明显偏转，依据上述信息可以判断（）A．灯泡L1的灯丝断了B．灯泡L2的灯丝断了C．电源接线处松脱D．电流表损坏了【答案】B．【解析】分析电路图可知，两只灯泡串联，闭合开关，两只灯泡都不亮，电流表无示数，说明电路中有断路；电压表无示数，说明电压表两端到电源的正负极之间有断路；将电灯L1、L2的位置对调，闭合开关，电流表无示数，说明电路中有断路；电压表有示数，说明电压表两接线柱到电源的正负极之间是通路．闭合开关，两只灯泡都不亮，电流表无示数，说明电路中有断路；电压表无示数，说明电压表两接线柱到电源的正负极之间有断路，则可能是灯泡L2的灯丝断了或电流表损坏了；将灯泡L1、L2的位置对调，闭合开关，电流表无示数，说明电路中有断路；电压表有示数，说明电压表两接线柱到电源的正负极之间是通路，则与电压表并联的支路发生断路，即灯泡L2的灯丝断了，故ACD错误，B正确．二、填空题8.在图中所示电路中，电源电压恒为6V．闭合S后，发现两个小灯泡（均标有”3V1W“）都不亮，用电压表测得Uac=Ubd=6V，如果电路中的各段导线及连接处均无问题且故障只有一处，那么电路故障是（须指明那个元件出了什么故障）；如果此时用电压表去测灯泡L1两端电压，则电压表的示数为．8【答案】灯泡L2灯丝断；0V．【解析】闭合开关灯泡不亮，原因有两个：断路或短路．其中若一个灯泡短路，另一只灯泡会发光，此题中两灯都不亮，只能发生断路．将电压表接在ac两点之间时，示数为6V，说明除灯泡L1、L2以外的电路是通路；将电压表接在bd两点之间时，示数为6V，说明除灯泡L2和滑动变阻器以外的电路是通路．由上知滑动变阻器是完好的，所以故障原因为灯泡L2灯丝断了．因为L1是完好的，如果此时用电压表测灯泡L1两端电压，电压表示数为零．9.在如图所示的电路中，电源电压为U，己知电路中仅有一处故障，且只发生在电阻R1、R2上，电键S闭合前后，电压表指针的位置不变，请根据相关信息写出电压表的示数及相应的故障．．【答案】若电压表的示数为U，说明R2断路或R1短路；若电压表的示数为0，说明R1断路；【解析】从两个方面分析：若电压表有示数说明闭合开关前后，电压表与电源的两端相连，据此定出故障所在；若电压表无示数说明闭合开关前后，电压表与电源的两端不相连，据此确定出故障所在．①若闭合开关前，电压表有示数，说明电压表通过R1与电源的两极连通，此时电压表的示数为电源电压U；闭合开关后，电压表指针的位置不变，即电压表仍然测电源电压，则故障可能是R1短路了（R1不分压），也可能是R2断路（此时电压表串联在电路中测电源电压）．②若闭合开关前，电压表无示数，说明电压表与电源的两极不相连，则故障为R1断路；闭合开关后，电压表指针的位置不变，即电压表仍然无示数，也说明是R1断路．