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专题13 电路故障分析--最新中考物理二轮复习考点讲解与题型专练
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专题13 电路故障分析
知识点一 电路故障(若只有一处故障)
知识点二、判断方法
1.因为电压表的内阻很大,当电压表直接与用电器串联连入电路时,电路可以看断路。此时电路中的电流表示数几乎为0,电压表的示数等于电源电压(题目中最常考到)。
2.当电压表与导线并联时,电压表被短路,其读数为零。
3.电流表的内阻很小,当电流表直接与用电器并联连入电路时,可以将其看作一段导线,用电器被短路。
4.用电流表、电压表或导线来检测故障
(1)电压表并联:有示数:并联部分以外通路,并联部分断路;
无示数:并联部分以外断路或并联部分短路。
(2)电流表并联:有示数:并联部分以外通路,并联部分断路;
无示数:并联部分以外断路或并联部分短路。
(3)导线并联:有特征的用电器(电灯、电表等)不工作:并联部分断路、并联部分以外断路、并联部分短路。
(2023•烟台)在电学实验中,遇到电路故障时常用电压表来检测。如图所示,电源电压恒为4.5V,闭合开关后两灯均不亮,用电压表先后测得ad、ac和ab两端的电压均为4.5V,则故障可能是( )
A.灯L1断路B.灯L2断路C.灯L1短路D.灯L2短路
【解答】解:根据电路图可知,两个灯泡串联接入电路中;闭合开关后两灯均不亮,这说明电路出现了断路故障;
用电压表先后测得ad、ac和ab两端的电压均为4.5V,这说明a到电源负极、b到电源正极之间是接通的,所以故障是ab之间出现了断路现象,即灯L1断路。
故选:A。
(2023•福建)如图所示,闭合开关S,滑动变阻器滑片P移动过程中,灯突然熄灭,电压表和电流表均无示数。若电路中仅有一处故障,则故障不可能是( )
A.电流表接线松开B.小灯泡L断路
C.滑动变阻器R断路D.开关S接触不良
【解答】解:由电路图知,灯泡和滑动变阻器串联电流表测量电路中的电流,电压表测量灯泡的电压,
闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现灯泡不亮,电流表和电压表均无示数,说明电路中出现了断路,而电压表测的是小灯泡的电压,当小灯泡断路时,电压表的正负接线柱与电源两极相连,电压表测的是电源电压,电压表会有读数,所以不可能是小灯泡断路;
电流表断路、滑动变阻器断路、开关S接触不良时,电路中没有电流流过,此时小灯泡不亮,电流表和电压表均无示数,是可能的情况,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选:B。
(2023•常德)如图所示的电路,闭合开关后两灯均不发光且电流表、电压表示数均为零。现将两灯泡位置互换后再次闭合开关,电流表示数仍为零,电压表指针明显偏转。根据以上信息判断该电路故障可能为( )
A.L1断路、L2断路B.L1断路、L2通路
C.L1通路、L2断路D.L1短路、L2断路
【解答】解:由图可知两只灯泡串联,电压表测量L2两端的电压;
闭合开关,两只灯泡都不亮,电流表无示数,说明电路中有断路故障;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开路,即可能是灯L1断路,也可能是L1、L2同时断路;
将电灯L1、L2的位置对调,闭合开关,电流表无示数,说明电路中仍然有断路故障;电压表有示数,说明此时电压表两接线柱到电源的正负极之间是通路,所以灯L2、电流表、开关都是完好的,则故障是灯L1断路。
故选:B。
(2023•大连)如图所示的电路,闭合开关S,电压表无示数,说明电路中存在故障。此时,可以通过观察电流表来做进一步判断。已知故障发生在R1或R2上,下列判断正确的是( )
A.若电流表有示数,则R1被短接
B.若电流表有示数,则R2断路
C.若电流表无示数,则R2被短接
D.若电流表无示数,则R1断路
【解答】解:由图可知,电阻R1与电阻R2串联,电压表测量电阻R2两端的电压,电流表测量电路中的电流,
A.若R1被短接,则电流表和电压表都有示数,故A不符合题意;
B.若R2断路,电流表无示数,故B不符合题意;
C.若R2被短接,则电压表无示数,电流表有示数,故C不符合题意;
D.若R1断路,电流表和电压表都没有示数,故D正确。
故选:D。
(2023•广州)小明按图示电路图正确连接电路,电阻R标有“5Ω”,灯L标有“3.8V,0.3A”。闭合开关S,L发光,电流表A和A1正常工作,示数均为0.24A。小明认为出现上述现象的原因是R被短路。该说法是否正确? ;若正确,写出理由;若不正确,分析出现该实验现象的原因并写出分析过程。 。
【解答】解:根据题意可知,闭合开关S,该电路为并联电路,电流表A测量干路中的电流,电流表A1测量通过灯泡的电流;L发光,电流表A和A1正常工作,示数均为0.24A,这说明干路中的电流与通过灯泡的电流是相同的,根据并联电路的电流规律可知,通过R的电流为0,所以改原因不可能是R短路,若R短路,则电源会被短路,所以故障是R断路。
故答案为:否;L发光,电流表A和A1正常工作,示数均为0.24A,这说明干路中的电流与通过灯泡的电流是相同的,根据并联电路的电流规律可知,通过R的电流为0,所以故障是R断路。
(2023•上海)在如图所示的电路中,电源电压为U0,电阻R1阻值为R0,R2的阻值为2R0,闭合开关S,发现电流表的示数有变化。已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。请写出开关S闭合后电流表和电压表的示数及其对应的故障。
。
【解答】解:
由图知,开关断开时,电压表串联在电路中,若R1完好或R1短路时,则电压表测电源电压(其示数为U0),因电压表的内阻很大,则电路中几乎没有电流,电流表一定是无示数;
已知电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上,闭合开关S后,电流表的示数有变化;
①若R1断路,则整个电路断路,无论开关S断开还是闭合,电流表示数都为零,其示数不会有变化,故电路故障不是R1断路;
②若R1短路,则开关S断开时,电压表串联在电路中测电源电压,则电压表示数为U0,电流表示数为零;
开关S闭合后,电路为R2的简单电路,电压表示数仍然为U0,由欧姆定律可得此时电流表示数为I=U0R2=U02R0,则电流表的示数有变化,故电路故障可能为R1短路;
③若R2断路,则开关S断开时,电流表示数为零;开关S闭合后,电流表示数仍然为零,其示数不会有变化,故电路故障不是R2断路;
④若R2短路,则开关S断开时,电压表串联在电路中测电源电压,则电压表示数为U0,电流表示数为零;
开关S闭合后,电路为R1的简单电路,此时电压表被短路,则电压表示数为零,由欧姆定律可得此时电流表示数为I′=U0R1=U0R0,则电流表的示数有变化,故电路故障可能为R2短路;
综上可知,闭合开关S后,若电压表示数为U0,电流表示数为U02R0,则R1短路;若电压表示数为零,电流表示数为U0R0,则R2短路。
故答案为:若电压表示数为U0,电流表示数为U02R0,则R1短路;
若电压表示数为零,电流表示数为U0R0,则R2短路。
(2023•恩施州)在如图所示实验电路中,闭合开关后灯不亮。
(1)为判断电路是否正常,应首先进行的操作是 ,观察 ;
(2)如果在反复调节后灯仍不亮。若检查发现只有灯和变阻器可能出现故障,观察电表的示数,请说明一种判断方法及故障产生的原因: 。
【解答】解:(1)闭合开关后灯不亮,说明电路可能断路或短路或灯泡实际功率太小,为判断电路是否正常,应首先进行的操作是向左移动滑动变阻器的滑片,观察灯是否发光;
(2)如果在反复调节后灯仍不亮,若检查发现只有灯和变阻器可能出现故障;观察电表,若电压表、电流表均无示数,说明电路可能断路,且电压表与电源之间没有连通,即故障可能是滑动变阻器断路;若电流表无示数,电压表有示数,说明电路可能断路,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,则与电压表并联的电路断路了,即故障可能是灯泡断路;若电流表有示数,电压表无示数,说明电路是通路,电压表并联的电路短路,即故障可能是灯泡短路。
故答案为:(1)左移动滑动变阻器的滑片;灯是否发光;(2)若电压表、电流表均无示数,说明电路可能断路,且电压表与电源之间没有连通,即故障可能是滑动变阻器断路(或电流表无示数,电压表有示数,说明电路可能断路,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,则与电压表并联的电路断路了,即故障可能是灯泡断路;或电流表有示数,电压表无示数,说明电路是通路,电压表并联的电路短路,即故障可能是灯泡短路)。
(2023•石家庄模拟)在如图所示的电路中,电源电压6V,闭合开关后两灯均不发光,用电压表测量电路中a、b间电压为0,b、c间电压为6V,则电路中的故障可能是( )
A.灯 L2断路
B.灯L1和L2均断路
C.灯 L1断路
D.灯 L1 和且L2均短路
【解答】解:该电路为串联电路,闭合开关后,两灯泡都不发光,说明电路有断路;
用电压表逐段测量,a、b间电压为0,这说明a点到电源负极、b点到电源正极之间有断路的地方;
结果是b、c间电压为6V,且为电源电压,说明从电源的正极到b点和c点到电源的负极之间是连通的,所以故障是L2出现断路现象。
故选:A。
(2023•庐江县模拟)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表的示数变大,故障发生在电阻R1、R2上,其他元件仍保持完好。若电路中只有一处故障,对于此电路故障的判断,下列说法中正确的是( )
A.可能电阻R1断路
B.可能电阻R1短路
C.可能定值电阻R2短路
D.一定是定值电阻R2断路
【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,电压表测量R2两端的电压;
若只有电压表V变大,电压表与电源两端相连,故可能是电阻R2断路;
若只有电流表A变大,说明有一个电阻短路,电压表示数变小,所以故障为电阻R2短路;
综上所述,C正确。
故选:C。
(2023•通州区一模)如图所示电路,电源电压恒为3V。闭合开关S后,小灯泡L1、L2均发光;一段时间后,两灯突然同时熄灭,此时电压表示数显示约为3V。若故障只发生在两只灯泡上,那么下列说法中正确的是( )
A.L1的灯丝断了
B.L2的灯丝断了
C.L1发生短路故障
D.此时如果把开关S断开,电压表示数将为零
【解答】解:AB、由图可知灯L1、L2串联,电压表V测灯L2两端电压;闭合开关S后,小灯泡L1、L2均发光;一段时间后,两灯突然同时熄灭,说明电路出现断路现象,电压表示数为3V,说明电压表与电源两极是通路,因此电路故障为灯L2断路,即L2的灯丝断了。故A错误,B正确。
C、如灯L1发生短路故障,则灯L1灭,L2发光,故C错误;
D、此时如果把开关S断开,电压表示数为3V,故D错误。
故选:B。
(2023•肥城市模拟)如图所示的电路,闭合开关S,灯L1、L2正常发光。过了一会,灯L2突然熄灭,电压表示数变为零,电流表示数变大。若电路中只有一处故障,则故障可能是( )
A.灯L1断路B.灯L2断路C.灯L1短接D.灯L2短接
【解答】解:根据实物图可知,两个灯泡串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量灯泡L2两端的电压;
过了一会,灯L2突然熄灭,电流表示数变大,这说明电路是通路,电路出现了短路现象;电压表示数变为零,这说明与电压表并联部分的电阻为0,所以故障是灯L2短接。
故选:D。
(2023•岱岳区二模)如图所示电路,电源电压恒为3V。闭合开关S后,小灯泡L1、L2均发光;一段时间后,电压表示数突然变为3V。若电路中有且只有一处故障,且故障一定发生在灯泡上,则下列关于电路故障判断正确的是( )
A.灯泡L1肯定不亮了
B.如果两灯都不发光,则故障应为L1断路
C.如果还有一盏灯发光,则故障应为L2短路
D.如果此时把开关S断开,电压表示数将变为零
【解答】解:ABC.闭合开关S后,小灯泡L1、L2均发光;一段时间后,电压表示数突然变为3V,若电路中有且只有一处故障,且故障一定发生在灯泡上,则故障可能是灯L1短路或灯L2断路,两种情况下,灯L1都不亮了,如果两灯都不发光,则故障应为L2断路;如果还有一盏灯发光,则故障应为L1短路,故A正确,BC错误;
D.如果把开关S断开,灯L1短路时,电压表与电源两极还是通路,电压表示数为3V,故D错误。
故选:A。
(2023•平邑县二模)闭合如图所示电路的开关,只有一只灯泡发光,且两只电压表示数相同,可能是( )
A.灯L1断路B.灯L2断路C.灯L1短路D.灯L2短路
【解答】解:AB、由电路图可知,两灯泡串联,当开关S闭合后,只有一个灯泡发光,说明故障为短路,一定不是断路,故AB错误;
C、如果灯L1短路,电路为灯L2的基本电路,灯L1不发光,灯L2发光,电压表V1、V2都等于电源电压,故C正确;
D、如果灯L2短路,则电路为灯L1的基本电路,灯L2不发光,灯L1发光,电压表V1测量电源电压,示数等于电源电压6V,电压表V2被短路,示数为零,故D错误。
故选:C。
(2023•武汉模拟)在探究串联电路的电压规律时,某同学连接了如图所示的电路。对于实验过程中出现的现象及分析,下列说法正确的是( )
A.闭合开关后,若电压表示数为0,可能是L1断路
B.闭合开关后,若电压表的示数为0,一定是开关断路
C.若L1被短接,闭合开关后,L1和L2都不亮,电压表的示数等于电源电压
D.若L1断路,闭合开关后,L1和L2都不亮,电压表的示数等于电源电压
【解答】解:A.闭合开关后,若电压表示数为0,说明两灯以外部分断路,不可能是L1断路,故A错误;
B.闭合开关后,若电压表的示数为0,可能是开关断路,也可能是导线断路,故B错误;
C.若L1被短接,闭合开关后,L2如果不断路,应该能够发光,电压表的示数等于电源电压,故C错误;
D.若L1断路,因为两灯串联,闭合开关后,L1和L2都不亮,电压表并联的部分断路了,则电压表的示数等于电源电压,故D正确。
故选:D。
(2023•宁阳县二模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。开关S由断开到闭合,观察到电路中两电表指针位置均不变。若电路中只有一处故障且只发生在电阻R1或R2处,下列说法中( )
①电路中的故障可能是R1断路
②电路中的故障可能是R2断路
③电路中的故障可能是R2短路
④若用一个完好的电阻R0替换电阻R1,
闭合开关S后,V变小,A变大则R1断路
A.只有③④正确B.只有①②④正确
C.只有①②正确D.只有①③④正确
【解答】解:
由图可知,开关断开时,电压表和电流表串联在电源的两端(此时电流表的示数为0,电压表串联在电路中测电源电压);开关闭合后,两电阻串联,电流表测量电路中的电流,电压表R1测量两端的电压;
开关S由断开到闭合,观察到电路中两电表指针位置均不变,说明电路中无电流,即出现了断路现象,若电压表无示数,则故障是R2断路;若电压表有示数,则电压表测量的是电源的电压,故障可能是R1断路;
若R1断路,现用一个完好的电阻R0替换电阻R1,闭合开关S后,电路是接通的(即有电流),电流表的示数会变大;电压表测量R1测量两端的电压(小于电源电压),电压表的示数减小;
若R2断路,现用一个完好的电阻R0替换电阻R1,闭合开关S后,整个电路是断开的,电流表和电压表示数都不变。
综上所述,①②④正确,B符合题意。
故选B。
(2023•临沂一模)闭合如图所示电路的开关,灯泡不亮,且无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表均没有示数,用电压表分别测得接线柱j和a、b、c、d、e五个接线柱间均有电压,和其他接线柱间均没有电压。则( )
A.导线ef断路B.导线gh断路
C.灯泡断路D.滑动变阻器短路
【解答】解:由电路图可知,小灯泡和滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流。
由题知,闭合开关后,小灯泡不亮,且无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表均没有示数,说明电路断路;
用电压表测得接线柱j和a、b、c、d、e五个接线柱间均有电压,则a、e之间是通路;
用电压表测得接线柱j和f两个接线柱间无电压,则ef导线断路;
若导线gh发生断路或灯泡发生断路时,用电压表测得接线柱j和f两个接线柱间应有电压。
故选:A。
(2023•海门市二模)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RₓD.开关
【解答】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,
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、若滑动变阻器有故障,两表同时有示数或者无示数,故B不符合题意;
C、若定值电阻Rₓ有故障,若短路,电压表无示数,电流表有示数,若断路,电流表无示数,电压表有示数,故C符合题意;
D、若开关有故障,电路中没有电流通过,电流表和电压表都没有示数,故D不符合题意。
故选:C。
(2023•大安市校级四模)如图所示为某同学自制的一个电路故障检测仪的电路图,若1和2之间接一灯泡,则电流表、电压表均有示数;若1和2之间接一导线,则电流表有示数,电压表 (选填“有”或“无”)示数;若1和2之间为断路,则电流表无示数,电压表 (选填“有”或“无”)示数。
【解答】解:(1)若1和2之间接一导线,电路为只有R的简单电路,则电流表有示数,则电压表测一段导线两端的电压,电压表被短路,所以电压为零,无示数;
(2)若1和2之间为断路,则电压表与电流表、电阻R串联在电路中,则于电压表的内阻很大,相当于断路,所以电流表无示数,电压表测电源电压,有示数。
故答案为:无;有。
(2023•普陀区二模)在如图所示的电路中,电源电压为U0保持不变,电阻R1和R2的阻值均为R0。闭合开关S,电压表示数不变,电路中仅有一处故障且只发生在电阻R1、R2上。结合以上信息,若在电路中再添加一个检测小灯判断故障,则可行的是 。
A.在MN两点间并联一个检测小灯L
B.在NQ两点间并联一个检测小灯L
请写出接入检测小灯L后的操作,电表示数情况和检测小灯的发光情况及对应的故障 。
【解答】解:若R1断路,闭合开关前后,电压表示数由0到0,示数不变,符合题意;若R1短路,闭合开关前后,电压表示数是U0到U0,示数不变,符合题意;若R2断路,闭合开关前后,电压表示数是U0到U0,示数不变,符合题意;若R2短路,闭合开关前后,电压表示数是U0到0,示数变化,不符合题意。所以,这一处故障可能为:R1断路,R1短路,R2断路;
A、在MN两点间并联一个检测小灯L,闭合开关S①如果R1断路,灯泡发光,电压表示数为0~U0;②如果R1短路,灯泡不发光,电压表示数为U0;③如果R2断路,灯泡不发光,电压表示数为U0; ②③情况一样,这样判断不出两个故障,所以A应该是不行的;
B、若在NQ两点间并联一个检测小灯L,①如果R1断路,灯泡不发光,电压表示数为0~0;②如果R1短路,灯泡发光,电压表示数为U0;③如果R2断路,灯泡发光,电压表示数为小于U0;各种情况不一样,能够判断出两个故障,所以B应该是可行的。
(2023•铁锋区三模)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S后,两灯均发光(设灯丝电阻不变),电压表示数为U,过一段时间后,突然两灯均熄灭,且有一个电表的示数变大,已知两灯中仅有一个出现了故障。请你判断故障情况是 ;在如图乙所示的电路中,电源电压6V,R1=12Ω,电压表量程为0~15V,电流表A量程为0~3A、A1量程为0~0.6A,闭合开关S,R2连入电路的阻值最小为 Ω。
【解答】解:
(1)由图可知,闭合开关S后,两灯串联,电压表测L2两端的电压,电流表测串联电路的电流;
一段时间后,两灯均熄灭,已知两灯中仅有一个出现了故障,这说明电路故障为断路,所以电流表示数减小,电压表示数变大,此时电压表到电源为通路,则L1是完好的,故L2断路;
(2)由图可知,该电路为并联电路,电压表测量电源两端的电压;电流表A测量的是干路中的电流,电流表A1测量的是通过R1的电流。
并联电路各支路两端电压相等,根据欧姆定律可得通过R1的电流:I1=UR1=6V12Ω=0.5A,
电流表A接入电路的是大量程,所以通过规律的最大电流为3A,
并联电路干路电流等于各支路电流之和,则滑动变阻器接入电路的电阻最小时通过变阻器R2的电流:I2=I﹣I1=3A﹣0.5A=2.5A,
则滑动变阻器接入电路电阻的最小值:R2=UI2=6V2.5A=2.4Ω。
故答案为:(1)L₂断路;(2)2.4。
(2023•杨浦区三模)在如图所示电路中,电源电压为U0不变,闭合开关S,灯L正常发光。一段时间后,灯L熄灭,已知电路中仅有一处故障,且只发生在灯L、电阻R上。
①用一个阻值与R相同且完好的定值电阻R′替换电阻R,发现灯L仍不发光,可知故障一定发生在 上(选填“L”或“R”)。
②为进一步判断故障,可在电阻R′两端并联一个电压表。请写出开关S闭合后电压表示数及对应的故障。 。
【解答】解:①用定值电阻R′替换电阻R,因为是定值电阻R′完好的,发现灯L仍不发光,说明故障一定发生在L上;
②在电阻R′两端并联一个电压表,如果电压表示数为零,说明电压表不能通过灯L,连接到电源正极上,所以故障是灯L断路;如果电压表有示数,说明电压表能通过灯L,连接到电源正极上,所以故障是灯L短路。
故答案为:①L;②如果电压表示数为零,说明电压表不能通过灯L,连接到电源正极上,所以故障是灯L断路;如果电压表有示数,说明电压表能通过灯L,连接到电源正极上,所以故障是灯L短路。
(2023•宝山区二模)在如图电路中,电源电压为U0保持不变。闭合开关S,灯L不发光。若电路中只有一处故障,且只发生在灯L或电阻R上。
①现将一只电压表并联在电阻R两端,只依据电压表的示数无法确定具体的故障,则此时电压表的示数 。
A.等于0
B.大于0、小于U0
C.等于U0
D.大于U0
②继续在电路中再串联一只电流表,根据电流表指针偏转情况可确定具体故障。请写出闭合开关S后,电流表指针偏转情况及对应的故障: 。
【解答】解:根据电路图可知,R与L串联接入电路中;灯泡不发光,这说明灯泡短路或断路、R断路;
①电压表并联在电阻R有示数,如果灯泡短路,电压表示数等于电源电压,如果电阻R断路,电压表示数也等于电源电压,故C符合题意,不能确定;
如果电压表示数为0,说明灯泡断路,可以确定故障,而电压表不可能出现大于或小于U0的情况。
(2)继续在电路中再串联一只电流表,根据电流表指针不偏转,电阻R断路。电流表指针偏转,灯L短路。
故答案为:①C;②电流表指针不偏转,电阻R断路。电流表指针偏转,灯L短路。
(2023•松江区二模)在如图所示电路中,电源电压为U且保持不变,闭合开关S,电路正常工作。一段时间后,灯突然熄灭。若电路中只有一处故障,且只发生在灯L或电阻R上,在电路中添加一个电压表来判断故障。
①若将电压表并联在ab两端,观察到电压表示数为零,则故障是 。
②若将电压表并联在ab两端,观察到电压表示数为U,为了进一步确定故障,以下方案可行的是 (选填“A”“B”或“C”)。
A.将电压表并联在bc两端,开关处于闭合状态
B.将电压表并联在bc两端,开关处于断开状态
C.将电压表并联在bd两端,开关处于断开状态
写出所选方案下,电压表的示数情况及其对应的故障: 。
【解答】解:①根据电路图可知,R与L串联接入电路中;灯泡不发光,这说明灯泡短路或断路、R断路;若将电压表并联在ab两端,观察到电压表示数为零,这说明电压表与电源之间是断开的,所以故障是灯泡断路;
②若将电压表并联在ab两端,观察到电压表示数为U,这说明故障可能是灯泡短路或R断路;
A.将电压表并联在bc两端,开关处于闭合状态,若电压表无示数,这说明故障是灯泡短路或R断路;若电压表有示数,则说明电路无故障,故A错误;
B.将电压表并联在bc两端,开关处于断开状态,电压表与电源之间是断开的,电压表始终无示数,无法检测电路故障,故B错误;
C.将电压表并联在bd两端,开关处于断开状态,若电压表有示数,这说明电压表与电源之间是接通的,测量的是电源电压,则故障是L短路;若电压表无示数,电压表与电源之间是断开的,故障是R断路;故C正确。
故答案为:①灯泡断路;②C;电压表有示数,故障是L短路;电压表无示数,故障是R断路。
(2023•闵行区二模)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。一段时间后观察到电压表示数变大。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上。
①电路中可能存在的故障是 。
②现用完好的变阻器R0替换电阻R1,闭合开关,移动滑片使变阻器阻值减小。请指出不同故障下,移动滑片时电压表示数的变化情况 。
【解答】解:根据电路图可知,两个电阻串联,电压表测量R2两端的电压;
①一段时间后观察到电压表示数变大,这说明电压表测量的是电源电压,所以故障是R1短路或R2断路;
②现用完好的变阻器R0替换电阻R1,闭合开关,移动滑片使变阻器阻值减小;若R1短路,此时电路的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,根据U=IR可知,电压表示数变大;
若R2断路,移动滑片时,电压表始终测量的是电源电压,所以电压表示数不变。
故答案为:①R1短路或R2断路;②若R1短路,电压表示数变大;若R2断路,电压表示数不变。
(2023•罗湖区校级模拟)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。
(2022•裕安区校级模拟)如图所示,闭合开关S,灯泡L1和灯泡L2均不发光,且电流表和电压表指针均指在零刻度线上。若将灯泡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,根据上述信息可以判断出该电路的故障是 。(选填“L1灯丝开路”“L2灯丝开路”或“L1灯丝被短路”)
【解答】解:由图可知,两只灯泡串联,电流表测电路中的电流,电压表测灯泡L1两端的电压;
闭合开关,两只灯泡均不发光,电流表无示数,说明电路中有断路故障;且电压表无示数,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或电源接线处松脱;
将灯泡L1、L2的位置对调,闭合开关,电流表仍然无示数,说明电路中有断路故障;此时电压表有示数,说明电压表两接线柱到电源的正负极之间是通路,则灯泡L1、电流表和电源接线处都没有断路,所以是灯泡L2断路。
故答案为:L2灯丝开路。
(2022•松江区一模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1和R2的阻值相等。开关S闭合后,电路正常工作,电流表的示数为I0,电压表的示数为U0。一段时间后,观察到两电表指针同向偏转。若电路中仅有一处故障,且只发生在R1、R2上,根据以上信息写出两电表的示数及相对应的故障。
【解答】解:
由图知,两只定值电阻串联,电流表测量电路中的电流,电压表V测量电阻R1两端电压。
由题知,电阻R1、R2的阻值相等,电键S闭合后,电流表的示数为I0,电压表的示数为U0,由串联分压规律可知电源电压为2U0;
一段时间后,观察到两电表指针同向偏转,这说明电流表、电压表示数都变大或都变小;
若R1短路,电压表示数减小为0,此时只有R2接入电路,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,电流表示数为2I0;
若R2短路,电压表测量的是电源电压,示数增大为2U0;此时只有R1接入电路,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,电流表示数增大为2I0;
若R1断路,电压表测量的是电源电压,示数增大为2U0;电路中无电流,电流表示数减小为0;
若R2断路,电压表与电源之间是断开的,示数减小为0;电路中无电流,电流表示数减小为0;
综合分析:电压表示数增大为2U0,电流表示数增大为2I0,R2短路;电压表示数为零,电流表示数为0,R2断路。
故答案为:电压表示数增大为2U0,电流表示数增大为2I0,R2短路;电压表示数为零,电流表示数为0,R2断路。
实验电路图
故障(有且只有一处)
现象
电压表
电流表
电流表被短接
有示数
无示数
电流表处断路
无示数
无示数
电压表被短接
无示数
有示数
电压表处断路
定值电阻被短接
无示数
有示数,且示数偏大
定值电阻处断路
有示数且接近电源电压
无示数
电压表串联在电路中
滑动变阻器上面两个接线柱接入电路
移动滑片,电表示数不变,电压表示数接近电源电压
滑动变阻器下面两个接线柱接入电路
移动滑片,电表示数不变
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