中考物理重难点精讲讲练(全国通用)电学专项突破2：电路故障分析与比值问题专题练习(原卷版+解析)

这是一份中考物理重难点精讲讲练(全国通用)电学专项突破2：电路故障分析与比值问题专题练习(原卷版+解析)，共19页。试卷主要包含了断路，短路，6W”，625W等内容，欢迎下载使用。
方法点拨：
1.断路
（1）串联电路中出现灯泡不亮，电流表无示数、所有用电器不能工作等现象，一般为断路。检查方法：①把电流表（或导线、小灯泡）分别与各部分并联（电源除外），若其他部分能工作，则与电流表（或导线、小灯泡）并联的部分出现断路。②把电压表分别与各部分（电源除外）并联，若电压表有示数且比较大（常表述为“等于或接近电源电压”），则与电压表并联的部分出现断路，若电压表无示数，则表明与电压表并联部分以外断路。
（2）并联电路中所有用电器不能工作，一般为干路断路；某支路中用电器不能工作，一般为该支路断路，并对其他支路无影响。
2.短路
（1）串联电路出现电流表有示数、部分用电器不能工作、其他部分用电器能工作等现象，则不能工作部分被短路。
（2）并联电路任何一个用电器短路，所有用电器不能工作，且会烧坏电源。
1．（2022•盐城）如图所示是小明设计的模拟调光台灯电路。闭合开关后，灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，小明检查后发现有一处故障，该电路的故障可能是（ ）
A．电流表断路B．电压表短路C．铅笔芯断路D．灯泡断路
2．（2022•呼和浩特）如图所示，小嫒同学设计了一个简单的“调光电路”。电路连接好后闭合开关，导线完好，却发现小灯泡不亮，电流表无示数。于是用一个完好的电压表探测电路故障，将电压表接在ab两点，发现无示数；接在ac两点，发现有示数。对故障分析，下列说法正确的是（ ）
A．滑动变阻器短路B．滑动变阻器断路
C．小灯泡短路D．小灯泡断路
3．（2022•镇江）图示电路在闭合开关后，两电流表正常工作，且读数相同，则可能发生的故障是（ ）
A．R短路B．R断路C．L短路D．L断路
4．（2022•海南）小明在做电学实验时，连接电路如图所示。闭合开关，灯L1不发光，L2发光，电流表有示数，电压表无示数。电路故障可能是（ ）
A．电流表断路B．电压表短路C．灯L1断路D．灯L2短路
5．（2022•泰安）如图所示电路中，电源电压恒定。闭合开关，电路正常工作一段时间后，灯泡L突然熄灭，电路中只有两个电表有示数。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（ ）
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②④正确D．只有①③正确
6．（2022•烟台）如图所示，电源电压不变，闭合开关S，灯泡L1、L2都发光，一段时间后，其中一个灯泡突然熄灭，而电流表和电压表的示数都不变，则产生这一现象的原因可能是（ ）
A．灯泡L1断路B．灯泡L1短路C．灯泡L2断路D．灯泡L2短路
7.（2022•鄂尔多斯）如图，电源电压恒为7.5V，灯L2的规格为“6V 6W”。当开关S闭合时，两灯发光；使用一段时间后L1突然熄灭，L2变亮，电流表示数变大，则电路出现的故障是 ，此时通过灯L2的电流为 A。（假设灯丝电阻不变）
8．（2022•上海）如图所示电路中，由于接线柱接触不良导致电路发生了断路故障。若电路中仅有一处故障，且只发生在电阻R1、R2上。现通过接入一个电表来判断故障。
①应选择如下方案 。
A.将一个电流表接入到Q点
B.将一个电压表接入到QM之间
C.将一个电压表接入到MN之间
②请写出选择方案后，闭合开关S后的操作、电表的示数变化情况及其对应的故障： 。
比值问题
方法点拨：
1.在串联电路中，电压、电功率、相同时间内消耗的电能都和电阻成正比。
2.在并联电路中，电压、电功率、相同时间内消耗的电能都和电阻成反比。
9.（2022•巴中）如图所示电路中，电源电压保持不变，已知R1：R2＝2：1，则下列说法正确的是（ ）
A．通过R1、R2的电流之比为2：1
B．电流表A1、A2的示数之比为2：1
C．电阻R1、R2两端的电压之比为2：1
D．电流表A1、A2的示数之比为3：2
10．（2022•青海）如图所示，定值电阻R1＝5Ω，R2＝10Ω，开关S闭合时，R1、R2两端的电压分别是U1、U2，通过的电流分别是I1、I2，下列关系正确的是（ ）
A．I1：I2＝1：1B．I1：I2＝1：2C．U1：U2＝1：1D．U1：U2＝2：1
11．（2022•玉林）已知甲电阻是乙电阻的3倍，若分别对甲、乙两种导体通电，通过甲、乙两导体的电流之比为2：3，则甲、乙的功率之比为（ ）
A．2：1B．2：3C．4：3D．9：2
12．（2021•凉山州）如图所示，电源电压恒定。当开关S1、S2闭合，甲、乙两表均为电压表时，两表示数之比U甲：U乙＝5：1；当开关S1闭合、S2断开，甲、乙两表均为电流表时，两表的示数之比为（ ）
A．5：4B．3：5C．4：5D．4：1
13．（2021•西藏）如图（甲）是R1、R2两个定值电阻的U﹣I图像，将R1、R2接入如图（乙）所示的电路，闭合开关后，则（ ）
A．R1、R2的电阻之比为1：2
B．闭合S1、S2，断开S3时，R1、R2的电流之比为2：1
C．只闭合S3时，R1、R2的电压之比为1：2
D．闭合S1、S2，断开S3时，R1、R2的电功率之比为1：2
14．（2021•内蒙古）如图所示，只闭合开关S时灯L1的功率为9W；断开开关S，闭合S1、S2时，灯L1的功率为25W。电源电压不变，忽略温度对灯丝电阻的影响。则L1与L2电阻之比是（ ）
A．3：2B．5：3C．3：1D．9：25
15．（2021•福建）如图电路，电源电压保持不变，滑动变阻器R标有“30Ω 1A”，定值电阻R0的阻值为10Ω，小灯泡L标有“6V 3.6W”（电阻不随温度而变化），电流表的量程为0～3A。当S闭合，S1、S2断开，滑片P移到R的中点时，小灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的前提下，电路消耗总功率的最小值与最大值之比是（ ）
A．1：4B．1：8C．2：7D．3：20
16．（2020•西藏）如图所示，开关闭合后，电压表V1的示数为2V，电压表V2的示数为5V，则R1：R2等于（ ）
A．2：5B．5：2C．3：2D．2：3
17．（2020•兰州）如图所示的电路中，电源电压保持不变，灯泡L上标有“6V 0.6W”的字样，不考虑温度对灯丝电阻的影响。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P移动到中点时，灯泡L正常发光，电压表示数为4V；当滑片P移到阻值最大处时，灯泡L与滑动变阻器的电功率之比为（ ）
A．3：4B．4：3C．3：2D．2：3
18．（2022•柳州）如图电路，电阻R1、R2、R3的阻值分别为R、2R、3R，为二极管（二极管具有单向导电性，只允许电流从其正极向负极通过，不允许电流反方向通过，如同自动开关）。闭合开关S，接入电路的总电阻为 。现将电源正负极对调再接回原位置，则前后两种情况R2消耗的功率之比为 。
电学专项突破2：电路故障分析与比值问题
电路故障分析
方法点拨：
1.断路
（1）串联电路中出现灯泡不亮，电流表无示数、所有用电器不能工作等现象，一般为断路。检查方法：①把电流表（或导线、小灯泡）分别与各部分并联（电源除外），若其他部分能工作，则与电流表（或导线、小灯泡）并联的部分出现断路。②把电压表分别与各部分（电源除外）并联，若电压表有示数且比较大（常表述为“等于或接近电源电压”），则与电压表并联的部分出现断路，若电压表无示数，则表明与电压表并联部分以外断路。
（2）并联电路中所有用电器不能工作，一般为干路断路；某支路中用电器不能工作，一般为该支路断路，并对其他支路无影响。
2.短路
（1）串联电路出现电流表有示数、部分用电器不能工作、其他部分用电器能工作等现象，则不能工作部分被短路。
（2）并联电路任何一个用电器短路，所有用电器不能工作，且会烧坏电源。
1．（2022•盐城）如图所示是小明设计的模拟调光台灯电路。闭合开关后，灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，小明检查后发现有一处故障，该电路的故障可能是（ ）
A．电流表断路B．电压表短路C．铅笔芯断路D．灯泡断路
【答案】D
【解答】解：根据电路图可知，该电路为串联电路，电流表测量电路中的电流，电压表测量灯泡两端的电压；
闭合开关后，灯泡不亮，电流表无示数，这说明电路出现了断路故障；
电压表有示数，说明电压表与电源之间是接通的，所以故障是灯泡断路。
故选：D。
2．（2022•呼和浩特）如图所示，小嫒同学设计了一个简单的“调光电路”。电路连接好后闭合开关，导线完好，却发现小灯泡不亮，电流表无示数。于是用一个完好的电压表探测电路故障，将电压表接在ab两点，发现无示数；接在ac两点，发现有示数。对故障分析，下列说法正确的是（ ）
A．滑动变阻器短路B．滑动变阻器断路
C．小灯泡短路D．小灯泡断路
【答案】D
【解答】解：由图可知，该电路为串联电路，电流表测量电路中的电流；闭合开关，导线完好，却发现小灯泡不亮，电流表无示数，这说明电路出现了断路故障；
将电压表接在ab两点，发现无示数，这说明断路的地方在ab之外；接在ac两点，发现有示数，这说明此时电压表与电源之间是接通的，所以故障是bc之间出现了断路现象，即小灯泡断路。
故选：D。
3．（2022•镇江）图示电路在闭合开关后，两电流表正常工作，且读数相同，则可能发生的故障是（ ）
A．R短路B．R断路C．L短路D．L断路
【答案】B
【解答】解：由电路图可知，灯泡与电阻R组成并联电路，一个电流表测干路中的电流，另一个电流表测量通过L的电流。
A、如果R短路，与灯泡L在一条支路的电流表被短路，示数为零，电源被短路，电路中电流过大，干路中电流表示数较大，可能会烧坏电流表，故A错误；
B、如果R断路，两个电流表测量L中的电流，两个电流表示数相等，故B正确；
C、如果L短路，电源被短路，电路中电流过大，可能会烧坏电流表，故C错误；
D、如果L断路，与灯泡L在一条支路的电流表示数为零，干路中的电流表测量R中的电流，此电流表有示数，故D错误。
故选：B。
4．（2022•海南）小明在做电学实验时，连接电路如图所示。闭合开关，灯L1不发光，L2发光，电流表有示数，电压表无示数。电路故障可能是（ ）
A．电流表断路B．电压表短路C．灯L1断路D．灯L2短路
【答案】B
【解答】解：由图可知，灯泡L1、L2串联，电压表测量L1两端的电压，电流表测量电路中的电流；
闭合开关后，L2发光，电流表有示数，说明电路是通路而且灯L2完好，故ACD错误；
灯L1不发光，且电压表无示数则可能是灯泡L1短路或电压表短路，故B正确。
故选：B。
5．（2022•泰安）如图所示电路中，电源电压恒定。闭合开关，电路正常工作一段时间后，灯泡L突然熄灭，电路中只有两个电表有示数。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（ ）
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②④正确D．只有①③正确
【答案】A
【解答】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测电源两端的电压，电压表V1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，此时两个电压表测量的都是电源电压，有示数，故①正确；
②若灯泡L短路，电路是通路，电路中有电流，电流表有示数；根据U＝IR可知，电压表V1示数为0；电压表V测电源两端的电压，有示数，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；电压表V1与电源两极之间是断开的，无示数，电压表V测电源两端的电压，有示数，故③错误；
④若电阻R短路，电路是通路，电路中有电流，电流表有示数；此时两个电压表测量的都是电源电压，有示数，故④错误。
故选：A。
6．（2022•烟台）如图所示，电源电压不变，闭合开关S，灯泡L1、L2都发光，一段时间后，其中一个灯泡突然熄灭，而电流表和电压表的示数都不变，则产生这一现象的原因可能是（ ）
A．灯泡L1断路B．灯泡L1短路C．灯泡L2断路D．灯泡L2短路
【答案】C
【解答】解：两灯泡并联，电流表测量的是灯L1中电流，电压表测量的是灯L1、灯L2并联电路两端的电压，
A、灯L1断路，则电流表断路，电流表无示数，故A不合题意；
BD、灯L1短路或灯L2短路，电源被短路，电流表会被烧坏，电压表无示数，故BD不合题意；
C、灯L2断路，则电压表直接测电源电压，并且示数不变；L1支路不受影响，电流表示数不变，故C符合题意。
故选：C。
7.（2022•鄂尔多斯）如图，电源电压恒为7.5V，灯L2的规格为“6V 6W”。当开关S闭合时，两灯发光；使用一段时间后L1突然熄灭，L2变亮，电流表示数变大，则电路出现的故障是 ，此时通过灯L2的电流为 A。（假设灯丝电阻不变）
【解答】解：（1）由图可知，灯L1、L2串联，使用一段时间后L1突然熄灭，L2变亮，电流表示数变大，说明电路是通路，故电路出现的故障是灯L1短路；
（2）灯L2的规格为“6V 6W”，由P＝UI＝可得，灯L2的电阻为：
R2＝＝＝6Ω，
由（1）可知，此时电路为只有灯L2的简单电路，则通过灯L2的电流为：
I2＝＝＝1.25A。
故答案为：灯L1短路；1.25。
8．（2022•上海）如图所示电路中，由于接线柱接触不良导致电路发生了断路故障。若电路中仅有一处故障，且只发生在电阻R1、R2上。现通过接入一个电表来判断故障。
①应选择如下方案 。
A.将一个电流表接入到Q点
B.将一个电压表接入到QM之间
C.将一个电压表接入到MN之间
②请写出选择方案后，闭合开关S后的操作、电表的示数变化情况及其对应的故障： 。
【解答】解：由图可知，该电路为并联电路；
①②A.将一个电流表接入到Q点，此时电流表测量干路中的电流，移动滑动变阻器的滑片，若电流表示数不变，这说明通过滑动变阻器的电流不变，所以故障是R2断路；若电流表示数发生变化，这说明通过滑动变阻器的电流发生了改变，该支路是正常的，故障是R1断路；
B.将一个电压表接入到QM之间，电压表测量的是一段导线直接的电压，示数一直为0，不能检测出电路故障；
C.将一个电压表接入到MN之间，电压表测量的是电源电压，示数保持不变，不能检测出电路故障。
故答案为：①A；②滑动滑动变阻器的滑片，若电流表示数有变化，则R1断路；若电流表示数不变，则R2断路。
比值问题
方法点拨：
1.在串联电路中，电压、电功率、相同时间内消耗的电能都和电阻成正比。
2.在并联电路中，电压、电功率、相同时间内消耗的电能都和电阻成反比。
9.（2022•巴中）如图所示电路中，电源电压保持不变，已知R1：R2＝2：1，则下列说法正确的是（ ）
A．通过R1、R2的电流之比为2：1
B．电流表A1、A2的示数之比为2：1
C．电阻R1、R2两端的电压之比为2：1
D．电流表A1、A2的示数之比为3：2
【答案】D
【解答】解：如图所示，R1和R2并联，电流表A1测干路电流，A2测流过R2的电流。
AC、根据并联电路电压规律可知，电阻R1、R2两端的电压相等，即电阻R1、R2两端的电压之比为1：1，故C错误；
已知R1：R2＝2：1，根据欧姆定律I＝可知，通过R1、R2的电流之比为I1：I2＝R2：R1＝1：2，故A错误；
BD、通过R1、R2的电流之比为1：2，电流表A1测干路电流，A2测流过R2的电流，因为并联电路干路电流等于各支路电流之和，则电流表A1、A2的示数之比为I：I2＝（I1+I2）：I2＝（1+2）：2＝3：2，故B错误，D正确。
故选：D。
10．（2022•青海）如图所示，定值电阻R1＝5Ω，R2＝10Ω，开关S闭合时，R1、R2两端的电压分别是U1、U2，通过的电流分别是I1、I2，下列关系正确的是（ ）
A．I1：I2＝1：1B．I1：I2＝1：2C．U1：U2＝1：1D．U1：U2＝2：1
【答案】A
【解答】解：由电路图可知，开关S闭合时，R1与R2串联，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，通过两定值电阻的电流相等，即I1：I2＝1：1，故A正确、B错误；
由I＝可得，两定值电阻两端的电压之比：＝＝＝＝，故C、D错误。
故选：A。
11．（2022•玉林）已知甲电阻是乙电阻的3倍，若分别对甲、乙两种导体通电，通过甲、乙两导体的电流之比为2：3，则甲、乙的功率之比为（ ）
A．2：1B．2：3C．4：3D．9：2
【答案】C
【解答】解：由题意可知，R甲＝3R乙，甲、乙两导体的电流之比为I甲：I乙＝2：3，
则甲、乙的功率之比＝＝×＝×3＝×3＝。
故选：C。
12．（2021•凉山州）如图所示，电源电压恒定。当开关S1、S2闭合，甲、乙两表均为电压表时，两表示数之比U甲：U乙＝5：1；当开关S1闭合、S2断开，甲、乙两表均为电流表时，两表的示数之比为（ ）
A．5：4B．3：5C．4：5D．4：1
【答案】C
【解答】解：
由电路图可知，当开关S1、S2闭合，甲、乙两表为电压表时，两电阻串联，甲测电源的电压，乙测R2两端的电压，
由串联电路电流相等和I＝可得：＝，
则：＝＝＝，
所以，R1＝4R2；
当S1闭合、S2断开，甲、乙两表为电流表时，两电阻并联，甲测R2支路的电流，乙测干路电流，
由并联电路中各支路两端的电压相等和I＝可得，两电流表的示数之比：
＝＝＝＝。
故选：C。
13．（2021•西藏）如图（甲）是R1、R2两个定值电阻的U﹣I图像，将R1、R2接入如图（乙）所示的电路，闭合开关后，则（ ）
A．R1、R2的电阻之比为1：2
B．闭合S1、S2，断开S3时，R1、R2的电流之比为2：1
C．只闭合S3时，R1、R2的电压之比为1：2
D．闭合S1、S2，断开S3时，R1、R2的电功率之比为1：2
【答案】D
【解答】解：（1）根据欧姆定律可得：R1＝＝＝20Ω，R2＝＝＝10Ω，则＝＝，故A错误；
（2）闭合S1、S2，断开S3时，两电阻并联接入电路，并联电路各支路两端电压相等，由欧姆定律可得通过R1、R2的电流之比为：＝＝＝，故B错误；
由P＝UI可得R1、R2的电功率之比为：＝＝＝，故D正确；
（3）只闭合S3时，两电阻串联接入电路，串联电路各处电流相等，由欧姆定律可得R1、R2的电压之比为：＝＝＝，故C错误。
故选：D。
14．（2021•内蒙古）如图所示，只闭合开关S时灯L1的功率为9W；断开开关S，闭合S1、S2时，灯L1的功率为25W。电源电压不变，忽略温度对灯丝电阻的影响。则L1与L2电阻之比是（ ）
A．3：2B．5：3C．3：1D．9：25
【答案】A
【解答】解：断开开关S，闭合S1、S2时，L1与L2并联，灯泡两端的电压等于总电压即U1＝U总，灯L1的功率P1＝25W，
则：P1＝＝•••••①，
只闭合开关S时灯L1的功率P1′＝9W，此时L1与L2串联，总电压等于各部分电压之和，且电压的分配与电阻成正比，
即U总＝U1′+U2′，＝，
由上述两式得：U1′＝U总，
则此时灯L1的功率：P1′＝＝•••••②
②比①得：＝，
由题知：P1＝25W，P1′＝9W，代入上式得：＝，
两边开方得：＝，
整理得：R1：R2＝3：2。
故选：A。
15．（2021•福建）如图电路，电源电压保持不变，滑动变阻器R标有“30Ω 1A”，定值电阻R0的阻值为10Ω，小灯泡L标有“6V 3.6W”（电阻不随温度而变化），电流表的量程为0～3A。当S闭合，S1、S2断开，滑片P移到R的中点时，小灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的前提下，电路消耗总功率的最小值与最大值之比是（ ）
A．1：4B．1：8C．2：7D．3：20
【答案】D
【解答】解：当S闭合，S1、S2断开，灯L和滑动变阻器串联，小灯泡恰好正常发光，则此时的电流I＝＝＝0.6A；小灯泡的电阻为RL＝＝＝10Ω
滑片P移到R的中点时，滑动变阻器接入的有效电阻R′＝15Ω；则滑动变阻器两端的电压U′＝IR′＝0.6A×15Ω＝9V；
根据串联电路电压的特点，电压电源U总＝UL+U′＝6V+9V＝15V；
要保证电路安全，分析电路可得当闭合开关S、S2和S1时，且通过滑动变阻器的电流为1A时，干路电流最大；则此时通过R0的电流为I0＝＝＝1.5A；干路电流即为最大电流Imax＝1A+1.5A＝2.5A；最大功率Pmax＝UImax＝15V×2.5A＝37.5W；
最小电流即为滑动变阻器接入最大阻值并且与灯L串联时，电流最小，即根据I＝＝＝0.375A；
最小功率Pmin＝UImin＝15V×0.375A＝5.625W；
故Pmin：Pmax＝5.625W：37.5W＝3：20。
故选：D。
16．（2020•西藏）如图所示，开关闭合后，电压表V1的示数为2V，电压表V2的示数为5V，则R1：R2等于（ ）
A．2：5B．5：2C．3：2D．2：3
【答案】D
【解答】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端电压，电压表V2测电源电压，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，两电阻两端的电压之比：
＝＝＝，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由I＝可得，两电阻的阻值之比：
＝＝＝。
故选：D。
17．（2020•兰州）如图所示的电路中，电源电压保持不变，灯泡L上标有“6V 0.6W”的字样，不考虑温度对灯丝电阻的影响。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P移动到中点时，灯泡L正常发光，电压表示数为4V；当滑片P移到阻值最大处时，灯泡L与滑动变阻器的电功率之比为（ ）
A．3：4B．4：3C．3：2D．2：3
【答案】A
【解答】解：由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压。
当滑动变阻器的滑片P移动到中点时，灯L正常发光，其两端的电压UL＝6V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由I＝可得，＝＝＝，
解得：＝，
当滑片P移到最大阻值时，灯L与滑动变阻器的电功率之比：＝＝＝。
故选：A。
18．（2022•柳州）如图电路，电阻R1、R2、R3的阻值分别为R、2R、3R，为二极管（二极管具有单向导电性，只允许电流从其正极向负极通过，不允许电流反方向通过，如同自动开关）。闭合开关S，接入电路的总电阻为 。现将电源正负极对调再接回原位置，则前后两种情况R2消耗的功率之比为 。
【解答】解：（1）由图结合二极管的单向导电性可知，闭合开关S时，电阻R2、R3串联，由串联电路的电阻特点可知，接入电路的总电阻Ra＝R2+R3＝2R+3R＝5R；
（2）由图结合二极管的单向导电性可知，将电源正负极对调再接回原位置时，电阻R1、R2串联，由串联电路的电阻特点可知，接入电路的总电阻Rb＝R1+R2＝R+2R＝3R，
由P＝UI＝可知，前后两种情况R2消耗的功率之比：＝＝＝（）2＝（）2＝（）2＝（）2＝。
故答案为：5R；9：25。