沪教版初中物理九年级下学期专题复习知识点专练-12-电路故障学案
展开初三物理春季班
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课程编号
课型
专题
课题
电路故障
教学目标
1.理解和掌握基本的两种电路故障:断路和短路
2.掌握串联电路故障的分析,电路发生局部故障时电流、电压的特点
3.掌握并联电路的故障分析
4.会利用电压表、电流表判断电路中简单的故障
教学重难点
(考试要求C;出题频率高)
1.串联电路短路或断路故障分析
2.并联电路的断路故障分析
教学安排
版块
时长
1
考点汇聚
25分钟
2
典型例题
25分钟
3
考点链接
30分钟
4
课堂总结
15分钟
5
课后作业
30分钟
6
能力提升
20分钟
电路故障
考点汇聚
电路故障通常考查只有两个用电器的电路,且在电源电压不变的情况下,电路中有一处故障或两处故障,一般情况下发生在电阻或电灯上。电路的连接方式:串联和并联。电路故障只有两种情况:短路和断路。短路:一般考查局部短路,是指用导线、电键或者电流表直接并联在用电器两端,被短路的用电器不工作,从而导致整个电路的电流变大。断路:又叫开路,是指电路中某处断开,电路中没有电流,在断开的电路中用电器都不工作。
知识点储备:涉及到的物理量有电阻(R)、电流(I)、电压(U)
一、电路特点
串联电路
并联电路
电流:I总=I1=I2
电流:I总=I1+I2
电压:U总=U1+U2
电压:U总=U1=U2
电阻:R总=R1+R2
电阻:1/R总=1/R1+1/R2
分压:U1/U2=R1/R2
分流:I1/I2=R2/R1
二、欧姆定律:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
公式:___________,变形:___________,___________。
【答案】I=U/R;R=U/I;U=IR
三、解答故障电路题时要注意:
1、简化电路(将电流表看做导线,电压表看做断开的电键),辨别属于那种类型的电路(即串联电路、并联电路还是简单电路)。
2、在简化后的电路图中将电流表和电压表还原,分析电流表测量的是流过哪个导体的电流,电压表测量的是哪个导体两端的电压,以及电键控制哪一部分电路。
3、观察故障现象,根据电路中电流表、电压表示数的变化情况及小灯泡的亮暗情况,确定电路中发生的故障是短路还是断路。
4、在以上分析的基础上最后锁定故障的位置。
四、电路故障引起电路中电学物理量的变化及故障原因分析
串联电路故障分析
S
R
L
A
V1
V2
电路图
故障个数
故障原因
电流表A示数
电压表V1示数
电压表V2示数
灯L工作情况
一处故障
R断
变小,为0
变大,为电源电压
变小,为0
灯L熄灭
R短
变大
变小,为0
变大,为电源电压
灯L变亮
L断
变小,为0
变小,为0
变大,为电源电压
灯L熄灭
L短
变大
变大,为电源电压
变小,为0
灯L熄灭
两处故障
R断L短
变小,为0
变大,为电源电压
变小,为0
灯L熄灭
R断L断
变小,为0
变小,为0
变小,为0
灯L熄灭
R短L断
变小,为0
变小,为0
变大,为电源电压
灯L熄灭
并联电路故障分析
L
A
A1
S
R
V
A2
电路图
故障个数
故障原因
电流表A示数
电流表A1示数
电流表A2示数
电压表V示数
灯L亮暗
一处故障
R断
变小
不变
变小,为0
不变,为电源电压
灯L不变
L断
变小
变小,为0
不变
不变,为电源电压
灯L熄灭
两处故障
R断L断
变小,为0
变小,为0
变小,为0
不变,为电源电压
灯L熄灭
典型例题
题型一:串联电路
【例1】如图所示电路,电源电压保持不变。闭合电键S,电路正常工作。一段时间后,发现电表的示数发生了变化,已知电路中只有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上,则下列判断中正确的是 ( )
V
A
S
R1
R2
A.若电压表V示数变大,一定是电阻R1断路
B.若电流表A示数变小,一定是电阻R2断路
C.若两个电表的示数都变小,一定是电阻R1短路
D.若两个电表的示数都变大,一定是电阻R2短路
【难度】★★
【答案】D
【解析】由题知,主要考查单故障。电压表V变大:故障是R1断路或R2短路;电压表V示数变小:故障是R1短路或R2断路;电流表A变小:故障是R1断路或R2断路;电流表A变大:故障是R1短路或R2短路。电压表V示数变大,故障是R1断路或R2短路,故A错;电流表A变小,故障是R1断路或R2断路故B错;两电表都变小,故障是R2断路,故C错;两电表都变大,故障是R2短路,故D正确
L R
S
【例2】如图所示电路,电源电压保持不变。当电键S闭合后,小灯L不发光。若电路中只有一处故障,且只发生在小灯L或电阻R上。现尝试用下列三种方法来检测电路中的故障:①用完好的小灯L′替换L;②用完好的小灯L′替换R;③将一个完好的电流表串联在电路中,并将一个完好的电压表与L并联。其中能够检测出具体故障的方法是 ( )
A.①和② B.②和③
C.只有③ D.①、②和③
【难度】★★
【答案】B
【解析】由题可知,本题考查单故障,小灯不发光,故障可能是小灯L短路或断路,电阻R断路三种情况。方法①能检查出电阻是否R断路,但不能判断是小灯L短路还是断路。方法②能检测出故障,小灯L′不亮,小灯L断路;小灯L′亮,灯L不亮,灯L短路;小灯L′亮,灯L也亮,R断路。方法③电流表有示数、电压表没有示数,L短路;电流表没有示数,电压表有示数,L断路;电流表、电压表都没有示数,R断路。故选B
S
A
R2
R1
V2
V1
【例3】如图所示电路,电源电压保持不变,电键S由断开到闭合,则三个电表中示数一定变大的是___________________表;接着将滑片向左移动,则三个电表中示数不发生变化的是__________表,三个电表中示数变小的是__________表。若闭合电键S后,过了一会儿,两电压表的示数相同,除R1和R2外,其他原件均完好,则故障可能是____________________________________(写出所有可能的故障)。
【难度】★★★
【答案】电流表A、电压表V1和V2;电压表V1;电压表V2;R1短路或R2断路或R1短路同时R2断路
【解析】闭合电键,电路为串联电路,示数变大的电表有A、V1、V2,滑片向左移动,R2变小,电流表示数变大,电压表V2测R2的电压变小,电表V1测电源电压保持不变。电压表V1示数不变为电源电压,电压表V2也应为电源电压,单故障:R1短路或R2断路,双故障:R1短路同时R2断路
【例4】如图所示电路,电源电压保持不变,电键S闭合,电路正常工作。
(1)若用一根导线连接A、B、C、D四点中的两点,则连接_______________两点会造成电路中一个电表示数变为零。
(2)电路正常工作了一段时间后,电路中灯L、电阻R发生了故障,若造成电路中只有一个电表有示数,则可能是______电表有示数,可能的故障是:____________________________(写出所有可能故障)。若造成电路中只有一个电表无示数,则可能是_________无示数。
【难度】★★★
【答案】(1)AB或BC或CD
(2)电压表V1或电压表V2;L断路或R断路或L断路同时R短路或R断路同时L短路;电压表V1或电压表V2
【解析】(1)电路为串联电路,电表示数为零,若接AB,A示数为零;若接BC,V1示数为零;若接CD,V2示数为零。故可连接AB或BC或CD
(2)
故障序号
故障类型
电压表V1
电压表V2
电流表A
1
L断路
有示数
无示数
无示数
2
L短路
无示数
有示数
有示数
3
R断路
无示数
有示数
无示数
4
R短路
有示数
无示数
有示数
5
L断路R短路
有示数
无示数
无示数
6
L断路R断路
无示数
无示数
无示数
7
L短路R断路
无示数
有示数
无示数
只有一个电表有示数,是序号1、3、5、7,可能是电压表V1或电压表V2有示数,故障为L断路或R断路或L断路同时R短路或R断路同时L短路;只有一个电表无示数,是序号2、4,可能是电压表V1或电压表V2
【例5】如图所示电路,电源电压保持不变。闭合电键S后,灯L1、L2均发光。过一会儿,若:
(1)一灯突然熄灭,另一灯仍然发光,则电路中的故障为__________,电压表V的示数将________(选填“变小”、“不变”或“变大”)。
(2)两灯均不发光,且电压表V的示数大于零,则电路中的故障可能是_______________________________。(写出三种即可)
【难度】★★
【答案】(1)灯L1或L2短路;不变
(2)灯L1断路、灯L2断路、灯L1断路和灯L2断路
【解析】(1)由题可知,灯L1或L2熄灭,故障为灯L1或L2短路,电压表测电源电压示数保持不变
(2)两灯都不发光,电压表示数大于零,故障可能为:灯L1断路、灯L2断路、灯L1断路和灯L2断路、灯L1断路和灯L2短路、灯L1短路和灯L2断路
【例6】如图所示电路,电源电压足够大且保持不变。若电路中出现了断路故障,且只发生在电阻R1、R2上。
a
b
c
R1
V
A
S
R2
(1)电键S闭合后,__________电表示数可能为零(选填“A”、“V”或“A和V”)。
(2)在电路中添加一只完好的小灯,连接在a、b、c三点中的两点。当小灯连接的是__________两点时,闭合电键S后,若小灯__________(选填“发光”或“不发光”),就能判断是R1断路或R2断路。
【难度】★★
【答案】(1)V
(2)ab或ac;发光
【解析】(1)电路为串联电路,发生断路故障,电流一定为零,电流表示数一定为零,可能为零的是电压表V
(2)若连接ab两点,则闭合电键S后,如果灯泡发光,电流表有示数,故障为电阻R2断路,若连接ac两点,闭合电建S后,如果灯泡发光,电流表有示数,故障为电阻R1断路
题型二:并联电路
【例1】如图所示电路,电源电压保持不变。R1或R2中的一个发生断路,闭合电键S,以下方法能检测出具体故障的是 ( )
R1
R2
A.用完好的小灯替换R1
B.用电压表并联在R2两端
C.用电流表串联在干路中
D.用电流表串联在R1支路中
【难度】★
【答案】D
【解析】用完好的小灯替换R1,小灯亮不亮都不能判断,故A选项错误;电压表并联在R2两端,测电源电压,示数保持不变,无法判断故障,故B错;电流表串联在干路中,始终有示数,无法判断故障,故C错误;电流表与R1串联,电流表有示数,R2断路,电流表无示数,R1断路,故选D
【例2】如图所示电路,电源电压保持不变。电阻R1、滑动变阻器R2可能出现了断路故障:
(1)若电键S由断开到闭合时,所有电表的指针均停留在原有位置,则电路中一定发生的故障是______。
(2)若闭合电键S后,在变阻器R2的中点附近移动滑片P,只有一个电表示数不为零,则电路中的故障是______。
【难度】★
【答案】(1)R2断路
(2)R1与R2均断路
【解析】(1)电键断开与闭合,不影响电流表A1、V的示数,A2示数不受影响,故障只能是R2断路
(2)无论电路是否有故障,V始终为电源电压不为零,其余示数为零,即三个电流表示数为零,故障为R1与R2均断路
A
R2
V
R1
【例3】如图所示电路,电源电压保持不变,闭合电键S,电路正常工作。一段时间后,电流表A的示数变小,电压表V的示数不变。现用另一定值电阻R3替换R2,替换后电流表的示数再次变小。若故障只可能发生在电阻R1、R2、R3上,则下列判断正确的是 ( )
A.R1可能断路 B.R2可能断路
C.R2一定断路 D.R3可能断路
【难度】★★
【答案】D
【解析】电路为并联电路,电流表示数变小,电路一定发生断路故障。R3替换R2后示数变小有两种可能:R2完好,R1断路且R3断路;R2完好,R3完好,但R3>R2,故障是R1断路。故选D
【例4】如图所示电路,电源电压保持不变。电阻R1、R2可能出现了断路故障,闭合电键S后:
(1)若三个电表中仅一个电表指针的位置发生改变、且示数变大,则故障是____________。
(2)若三个电表指针的位置均没有发生改变,则故障是_________。
【难度】★★
【答案】(1)R2断路(2)R1断路或电阻R1、R2均断路
【解析】(1)电键S断开时,电压表V有示数,A1、A2示数相等。若R1断路,闭合电键,电表示数没有变化;若R2断路,闭合电键,A1示数变大,符合条件,若R1、R2均断路,电表示数均不发生变化
(2)R1断路:电键断开时,V为电源电压,A1、A2有示数且相等,闭合电键,电表示数不改变;R1、R2均断路:电键断开时,V为电源电压,A1、A2无示数为零,闭合电键,电表示数不改变
【例5】如图所示电路,电源电压不变,电阻R1、R2可能出现了断路故障。
R1
R2
S
A
B
C
(1)若在B点接入电流表,当电键S从断开到闭合时,电流表指针所在的位置不变,则故障可能是_________。
(2)电键S断开,为了确定R1是否有故障,可选择A、B、C三点中的________点接入电流表。(写出所有可能性)
【难度】★★
【答案】(1)R2断路;R1、R2均断路
(2)A或B
【解析】(1)电键从断开到闭合,电流表示数均不变,电阻R2一定断路,R1可能断路。故障为R2断路;R1、R2均断路
(2)电流表接在A点,有示数,R1无故障;没有示数,R1断路。电流表接在B点,电键断开闭合有示数且不变,R1完好;电键断开,电流表无示数,R1断路
考点链接
1、如图所示,用铅笔芯做成一个滑动变阻器接入电路,电源电压不变,闭合电键,移动右端的铜环电路正常工作。过了一会儿,小灯泡熄灭,电压表有示数,故障只发生在灯或铅笔芯上,则该电路中出现的故障是 ( )
A.可能是铅笔芯断路 B.可能是铅笔芯短路
C.可能是灯断路 D.一定是灯短路
【难度】★
【答案】A
2、如图所示的电路中,电源电压保持不变,当电键S由断开到闭合,电路中只有一个电表示数发生变化,如果故障只发生在灯L或电阻R,则下列判断正确的是 ( )
A.电流表示数变大,一定是L断路
B.电压表示数变大,可能是R断路
C.电压表示数变大,一定是R断路
D.电压表示数变大,可能是L断路
【难度】★
【答案】C
3、在如图所示的电路中,电源电压保持不变。当电键S断开时,有一个电表的示数为零。若电路中的故障只发生在电阻R1或R2处,则电键S闭合后,一定为零的是 ( )
R2
A
V1
S
R1
V2
A.电流表A的示数
B.电压表V2的示数
C.电压表V1与电压表V2示数的差
D.电压表V1与电流表A示数的比值
【难度】★
【答案】B
4、如图所示电路,电源电压为3V。当开关S闭合时,却只有一灯发光,若故障只发生在灯泡上,则下列分析判断错误的是 ( )
A.灯L1不亮,灯L2亮,灯L1不可能短路
B.灯L2不亮,灯L1亮,灯L2一定是断路
C.灯L1不亮,灯L2亮,灯L1、L2两端的电压均为3V
D.灯L1不亮,灯L2亮,灯L1两端的电压为0V
【难度】★
【答案】D
5、在如图所示的电路中,电源电压保持不变。当电键S由断开到闭合,电压表V1的示数始终等于V2的示数。若电路中只有一处故障,且只发生在电阻R或灯泡L处,则可能是 ( )
A.灯泡L发光,电阻R断路
B.灯泡L不发光,电阻R断路
C.灯泡L发光,电阻R短路
D.灯泡L不发光,电灯L短路
【难度】★★
【答案】C
6、在如图所示的电路中,电源电压不变。闭合电键K后,灯L1、L2都发光。一段时间后,其中一灯突然熄灭,而电流表、电压表的示数都不变,则产生这一现象的原因可能是 ( )
A.灯L1短路 B.灯L2短路
C.灯L1断路 D.灯L2断路
【难度】★
【答案】C
7、如图所示电路中,电源电压不变。闭合电键K后,灯L1、L2都发光,—段时间后,其中的一盏灯突然变亮,而电压表Vl的示数变小,电压表V2的示数变大,产生这一现象的原因 ( )
A.灯L1断路 B.灯Ll短路
C.灯L2断路 D.灯L2短路
【难度】★
【答案】B
8、如图所示电路中,电源电压保持不变。闭合电键S,电流表、电压表均有示数,电路正常工作。过了一会儿灯L熄灭,两电表指针发生同向偏转;另用一根导线并联在L两端,均再无其他现象发生。若电路中只有一处故障,且只发生在L或R上,由此可以判断 ( )
A.可能是R断路 B.可能是R短路
C.一定是L断路 D.一定是L短路
【难度】★
【答案】D
9、在如图所示的电路中,电源电压不变,电阻R、灯L可能出现了故障,电键S闭合,电表指针位置不变,则电路中出现的故障情况可能是L断路、R断路、L断路同时R断路,还有可能是_________________________________。在上述情况中,若灯L发光,则电阻R_____________(选填“一定短路”或“一定断路”或“可能短路”或“可能断路”)。
【难度】★★★
【答案】R短路、L断路且R短路、L短路且R断路;一定短路
R2
S
S
SP
R1
A1
S
S
S
R3
A2
R2
(a) (b)
10、在如图(a)所示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键S,过一段时间后,电流表A1的示数突然变小,但不为零。将电阻R2与另一电阻R3连成如图(b)所示电路(两电路使用的电源相同),闭合电键S,发现电流表A2的示数与电流表A1的示数相同。若故障可能出现在电阻R1、R2、R3上,则下列判断中正确的是 ( )
A.电阻R1可能是完好的
B.电阻R2可能发生断路
C.电阻R3一定发生短路
D.电阻R3一定是完好的
【难度】★★
【答案】C
A
s
R1
R2
11、如图所示电路,电源电压保持不变。电键S闭合前后电流表均无示数,若故障只发生在电阻R1、R2上。
(1)故障是______________________________。
(2)现将一个完好的电阻R0替换电阻____________(选填“R1”或“R2”),电键S闭合前后电流表示数可能发生变化。
【难度】★
【答案】(1)R2断路或R1、R2都断路或R2断路且R1短路
(2)R2
12、如图所示电路,电源电压保持不变。当电键S闭合后,电压表V1的示数小于电压表V2的示数。电路中的灯L、电阻R可能存在故障。下列关于电路的判断,正确的是 ( )
V1
S
V2
L
R
①若灯L发光,电路一定完好。
②若灯L不发光,一定是灯L短路。
③若灯L不发光,可能是电阻R短路。
④若灯L不发光,可能是灯L短路且电阻R断路。
A.①和② B.②和③ C.①和④ D.③和④
【难度】★★
【答案】C
13、如图所示电路,电源电压保持不变,电键S闭合,电路正常工作。
S
A
B
C
D
R
V1
V2
A
L
(1)若用一根导线连接A、B、C、D四点中的两点,则连接________________两点会造成电路中一个电表示数变为零。
(2)电路正常工作了一段时间后,电路中灯L、电阻R发生了故障,若造成电路中只有一个电表有示数,则可能是________________电表有示数。可能的故障是:________________________________(写出所有可能故障)。若造成电路中只有一个电表无示数,则可能是___________________电表无示数。
【难度】★★★
【答案】(1)AB或BC或CD
(2)电压表V1或电压表V2;L断路或R断路或L断路同时R短路或R断路同时L短路;电压表V1或电压表V2
课堂总结
1、断路与短路故障的区别?
2、故障电路的一般解题步骤。
3、串联电路双故障的解题技巧?
课后作业
1、如图所示电路,电源电压保持不变。灯L1、L2可能出现了断路和短路故障,闭合电键S后:
(1)若两灯均不发光且电流表的示数为零,则二个电压表中示数一定不为零的电表是__________表。
(2)若两灯中有一个发光、一个不发光,则三个电表中示数可能为零的电表是__________表。
【难度】★
【答案】(1)V1(2)V2
2、如图所示电路,电源电压保持不变,电键S闭合时,发现只有一个电表的指针位置发生变化,且灯L不亮,电路中的电阻R或灯L有一个出现了故障,则可能是 ( )
A.电流表指针位置发生变化,灯L短路
B.电压表指针位置发生变化,电阻R断路
C.电压表指针位置发生变化,电阻R短路
D.电流表指针位置发生变化,灯L断路
【难度】★
【答案】A
3、如图所示电路,电源电压保持不变,电阻R或灯L有且只有一个故障。电键S闭合前后,若只有两个电表的示数发生变化,则电路存在的故障是___________;若只有一个电表的示数发生变化,则电路存在的故障是___________。
【难度】★★
【答案】R断路;R短路
4、如图所示电路,电源电压不变。闭合电键K,电路正常工作。一段时间后,发现其中一个电压表示数变大,则 ( )
A.灯L可能变亮 B.灯L亮度可能不变
C.电阻R可能断路 D.电阻R可能短路
【难度】★
【答案】C
· · ·
A B C
R L
S
5、如图所示电路,电源电压恒定不变,闭合电键S发现小灯L不亮,若电路中只有一处故障,且只发生在灯L或电阻R上。为检测故障,现提供完好的电压表V、电流表A和检测小灯L'作为检测工具,要求在不拆除原电路的条件下,选择其一连接AB或BC两点之间。
(1)检测过程中不会导致电源短路的工具的是:____________________;
(2)只连接一次就能够检测出故障的方法是:______________________________。
【难度】★★
【答案】(1)电压表V、检测小灯L'
(2)将检测小灯L'接在AB两点之间
6、如图所示电路,电源电压保持不变。由于电阻R、灯L可能出现了故障,闭合电键S,灯L不亮;将电压表并联在a、b两点之间时,电压表有示数;并联在b、c两点之间时,电压表无示数。
a
R
S
L
b
c
(1)根据上述现象,电路中的故障可能是____________。
(2)为进一步确定故障,将一只完好的小灯L¢并联在a、c两点之间时,发现灯L¢正常发光;并联在a、b两点之间,灯L¢同样正常发光。根据上述现象,电路中的故障是____________。
【难度】★★
【答案】(1)L断路、L断路同时R短路
(2)L断路同时R短路
S
A2
V
A1
R1
R2
7、如图所示电路,电源电压保持不变。电路出现了断路故障,故障可能发生在电阻R1、R2处,当电键S由断开到闭合时,___________电表示数一定不变;___________电表示数可能变大。
【难度】★★
【答案】A1;V、A2
R
L
S
V
A
8、如图所示电路,电源电压保持不变,灯泡L、电阻R可能出现了断路故障,若在灯泡L两端并联一根导线,闭合电键S:
(1)两个电表中示数一定大于零的电表是________表;
(2)若电流表的指针有明显的偏转,则电路中的故障是__________。
【难度】★★
【答案】(1)电压表
(2)灯L断路
9、如图所示电路,电源电压保持不变,闭合电键S电路正常工作。一段时间后,发现电路中至少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。
(1)用一个完好的小灯替换R2后,小灯________________(选填“一定发光”或“可能发光”)。
(2)在原故障电路中,将电流表A与R1位置互换后,电压表V的示数不发生变化,电路中可能存在的故障是__________________。
【难度】★★
【答案】(1)一定发光
(2)R2断,R2断且R1短,R1短
S1
R
B
C
L
A
D
S2
10、如图所示电路,电源电压保持不变。电阻R、小灯L可能出现了断路故障,闭合电键S1后:
(1)若小灯L不发光,则电路中一定存在的故障是________。
(2)电路中有A、B、C、D四点,将电压表接入__________两点,且________S2(选填“断开”或“闭合”),若电压表示数_________(选填“为零”或“不为零”),则可判断电阻R断路。
【难度】★★
【答案】(1)断路
(2)BC或BD;断开;为零
11、如图所示电路,电路中出现了故障,且只发生在电阻R1、R2上。(电源电压不变,两电表均未被损坏)
(1)只闭合电键S2,若两电表均无示数,则故障可能是_____________。
(2)然后,断开电键S2,闭台电键S1和S3,若电流表有示数,则故障是__________;若电流表无示数,则故障是__________。
【难度】★★★
【答案】(1)R2断路;R1和R2同时断路;R1短路同时R2断路
(2)R2断路;R1和R2同时断路
R2
V
R1
AA
SS
A1
12、在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1>R2。闭合电键S,电路正常工作,电流表A的示数为I。一段时间后,由于电阻R1、R2发生故障,电流表A与电流表A1的示数突然变小。若要使电流表A的示数重新变为I,下列措施一定可行的是 ( )
A.用一个阻值等于R1的完好电阻替换R1
B.用一个阻值小于R1的完好电阻替换R1
C.用一个阻值等于R2的完好电阻替换R2
D.用一个阻值小于R2的完好电阻替换R2
【难度】★★
【答案】A
13、如图所示电路,电源电压不变,且R1>R2。当闭合S1,断开S2,电压表有示数;断开S1,闭合S2,发现电压表的示数变小。若故障只发生在电阻R1、R2上,则故障可能是___________________;用一个完好的小灯替换R后,当闭合S1,断开S2,小灯发光;断开S1,闭合S2,小灯不发光,则一定存在的故障是_____________________。
【答案】R1短路、R2断路、R1短路同时R2断路;R2断路
14、如图所示电路,已知出现了断路故障且只发生在电阻R1、R2上。
R1
A
B
C
D
E
F
S
P
R2
(1)在AB接入电流表, CD接入电压表,EF接入电源,闭合电键S,发现两电表均无示数,则可判断一定有故障的是__________(选填“R1”、“R2”或“R1和R2”)。
(2)接着,为了判断________是否发生断路故障,应改变电表和电源接入的位置,则AB接入的是________,CD接入的是________。(只需写出一种情况)
【答案】R2;R1;电流表;电源
能力提升
1、如图所示,质量为2千克的实心正方体放置在水平地面上。
(1)若该正方体的体积为1×10-3米3,求它的密度ρ和对地面的压强P。
(2)若该正方体的边长为l,现沿竖直方向切去厚度为Δl的部分甲,如图(a)所示,然后将切去部分旋转90度后叠放在剩余部分乙的上表面的中央,如图(b)、(c)、(d)所示。此时甲对乙的压强和乙对地面的压强分别为P甲、P乙,请通过推导得出P甲与P乙的大小关系及Δl的取值范围。
(a) (b) (c) (d)
甲
甲
甲
乙
乙
乙
Δl
【难度】★★
【答案】(1)2×103千克/米3
(2)1.96×103帕;0<Dl<l
【解析】(1)ρ=m/V=2千克/1×10-3米3=2×103千克/米3
p=F/S=G/S=2千克×9.8牛/千克/1×10-2米2=1.96×103帕
(2)p甲=F甲/S甲=(Dl/l)G/S叠=(Dl/l)G/[Dl(l-Dl)]=G/[l(l-Dl)]
p乙=F乙/S乙=G/[l(l-Dl)]
p甲︰p乙=1︰1,即p甲=p乙 0<Dl<l
2、如图所示,金属圆柱体甲的高度为0.1米,底面积为0.01米2;薄壁圆柱形容器乙的底面积为0.02米2,且足够高,其中盛有深度为0.15米的水,置于水平面上,求:
(1)水对乙容器底部的压强;
(2)现将甲浸入乙容器的水中,当甲的下表面从刚好与水面接触开始向下移动0.04米。(a)求甲浸入水中的体积V浸;
(b)求水对乙容器底部压力的增加量△F。
【难度】★★★
【答案】(1)1470Pa
(2)(a)8´10-4米3(b)7.84牛
【解析】(1)p水=ρ水gh=1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×0.15米=1470帕
(2)(a)V浸=S甲[h+S甲h/(S乙-S甲)]
=1×10-2米2×[0.04米+1×10-2米2×0.04米/1×10-2米2]=8×10-4米3
(b)ΔF=F浮=ρ水gV浸=1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×8×10-4米3=7.84牛
(a) (b)
3、如图(a)所示,电源电压为18伏保持不变,定值电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2标有“150Ω 1Α”字样,电压表V1和电压表V2表盘相同如图(b)所示。闭合电键S后,电流表示数为0.5安。求:
(1)电压表V1的示数;
(2)电阻R2接入电路的阻值;
(3)要求:选择适当的量程,闭合电键后,移动变阻器的滑片P,在保证各元件都能正常工作的情况下,使电流表达到某个量程的满刻度,且使电压表V2的变化量最大。
第一,满足上述要求,计算出可以替换R1的定值电阻R0;
第二、满足上述要求,电路消耗电功率的范围。
【难度】★★★
【答案】(1)5V(2)26欧(3)25欧;2.16瓦≤P≤10.8瓦
【解析】(1)U1=IR1=0.5安×10欧=5伏,电压表V1的示数为5伏
(2)U2=U-U1=18伏-5伏=13伏
R2=U2/I=13伏/0.5安=26欧
(3)第一:R0=U1大/I大=15伏/0.6安=25欧
第二:I大=0.6安 I小=U1小/R0=(U-U2大)/R0=(18伏-15伏)/25欧=0.12安
P小=UI小=UI小=18伏×0.12安=2.16瓦
P大=UI大=UI大=18伏×0.6安=10.8瓦
2.16瓦≤P≤10.8瓦
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