压轴培优专题13 电路故障问题 -中考物理【高分突破专项】压轴题培优专题精练

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一、单选题
1．如图，电源电压不变，两只电表均完好。开关 S 闭合后，发现只有一只电表的指针发生偏转，若电路中只有一个灯泡出现了故障，则可能是（ ）
A．电压表指针发生偏转，灯泡 L1 短路B．电压表指针发生偏转，灯泡 L2 断路
C．电流表指针发生偏转，灯泡 L1 短路D．电流表指针发生偏转，灯泡 L2 断路
【答案】C
【详解】A．若电压表指针偏转，电流表不动，则说明电压表被串进了电路，因其内阻很大，故灯泡不亮，说明灯L1是断路的，不是短路，故A错误；
BD．若灯泡L2断路时，此时电流的唯一通路被切断，整个电路都不能工作，电流表和电压表都不偏转，故BD错误；
C．若电流表指针发生偏转，电压表不动，则说明电压表没有电流流过，说明灯L1是短路的，故C正确。
故选C。
2．小强同学放学回家后，打开电灯，接入电热水壶，两者均正常工作，接着启动微波炉加热食品时，发现微波炉不工作，电热水壶突然停止工作，但是电灯仍然正常发光，如图所示。他对故障作了下列四种判断，其中正确的是（ ）

A．零线上ab间断路B．零线上bc间断路
C．微波炉所在支路be间短路D．电热水壶所在支路cd间短路
【答案】A
【详解】电灯仍正常工作，说明不是保险丝烧坏了，即没有发生短路，启动微波炉加热食品时，发现微波炉不工作，电热水壶突然停止工作，说明电路存在断路，而且是经过微波炉的ab之间电路断路了，故A正确，故BCD错误。
故选A。
3．如图所示电路，当开关S闭合后，L1、L2均能发光，电流表、电压表均有示数。过一会儿，两灯都不发光。电流表、电压表的示数均为零，可能发生的故障是（ ）
A．L1灯丝断了B．L1短路C．L2灯丝断了D．L2短路
【答案】A
【详解】如图，当开关S闭合后，L1、L2串联，电压表测L2两端电压，电流表测电路中电流；
A．若L1灯丝断了，整个电路断路，两灯都不发光，电流表、电压表的示数均为零，故A符合题意；
B．若L1短路，则L1不发光，L2发光，电流表、电压表都有示数，故B不符合题意；
C．若L2灯丝断了，电压表和L1串联在了电路中，此时两灯都不发光，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，故C不符合题意；
D．若L2短路，则L1发光，L2不发光，电流表有示数，电压表短路无示数，故D不符合题意。
故选A。
4．小李同学晚上在家自修时把台灯的插头插入二孔插座，在台灯开关断开的情况下，台灯不亮；他用测电笔测量台灯灯座的两端，发现测电笔的氛管均发光，而客厅的电灯正常发光。据此下列判断正确的是（ ）
A．电路一定有故障，零线断路了；台灯开关闭合时，台灯不亮，再用测电笔测台灯灯座的两端，测电笔的氖管均发光
B．电路一定有故障，零线断路了；台灯开关闭合时，台灯不亮，再用测电笔测台灯灯座的两端，测电笔的氖管一端发光，另一端不发光
C．电路可能没有故障，台灯的开关处于零线上；台灯开关闭合时，台灯亮，再用测电笔测台灯灯座的两端，测电笔的氖管仍均发光
D．电路可能没有故障，台灯的开关处于零线上；台灯开关闭合时，台灯亮，再用测电笔测台灯灯座的两端，测电笔的氖管一端发光，另一端不发光
【答案】D
【详解】当电路有故障时，若零线断路了，台灯开关闭合时，台灯不亮，再用测电笔测台灯灯座的两端，因为零线断路，测电笔的氖管均发光；当电路没有故障时，若台灯的开关处于零线上，台灯开关闭合时，台灯亮，再用测电笔测台灯灯座的两端，测电笔的氖管一端是火线会发光，另一端是零线不发光，故可知电路不一定有故障，故ABC错误，D正确。
故选D。
5．小明将标有“3V 1W”的两个小灯泡与滑动变阻器串联接在如图中所示电路中，电源电压恒为6V。闭合S后，小明发现两个小灯泡都不亮，他检查电路发现各段导线及连接处均无问题，用电压表测得Uac＝Ubd＝6V。经过仔细分析，他判断电路中只有一处故障，那么电路故障是（ ）
A．ac段发生短路B．bc段发生断路
C．ab段发生断路D．ad段发生短路
【答案】B
【详解】由电路图可知，两灯与滑动变阻器串联。
A．若ac段发生短路，两盏灯将被短路，则两灯都不亮，ac两点之间电压即为灯泡L1和灯泡L2两端的电压之和，由于灯泡L1和灯泡L2被短路，导线分得电压为0，所以ac两点之间电压为0，故A不符合题意；
B．若bc段发生断路，整个电路都将断开，电路无电流，则两灯都不亮，灯和滑动变阻器可以看作导线，ac两点之间电压即为电源电压6V，bd两点之间电压也为电源电压，即6V，故B符合题意；
C．若ab段发生断路，整个电路都将断开，电路无电流，则两灯都不亮，灯和滑动变阻器可以看作导线，ac 两点之间电压即为电源电压6V，，bd两点之间电压为0V，故C不符合题意；
D．若ad段发生短路，即电源发生短路，整个电路将烧坏，故D不符合题意。
故选B。
6．小飞家的电路出现了故障，他的爸爸请了一位维修工人来检修。维修工人将家庭电路中的保险丝取下，换成一只额定电压为220V的灯泡L接入电路如图所示。经过多次核对后，他将故障锁定在L1和L2两只灯泡所在支路，为确定故障所在位置，他将其余用电器全都断开，通过对开关的控制，最终确定是灯泡L2发生了短路。则下列描述的现象中能够帮助维修工人确定故障的是（ ）

A．闭合开关S和S2，断开S1，灯L正常发光，灯L2不亮
B．闭合开关S和S1，断开S2，灯L和L1均发光，但都比正常发光要暗
C．闭合开关S和S2，断开S1，灯L和L2均发光，但都比正常发光要暗
D．只闭合S，灯L和L2均发光，但都比正常发光要暗
【答案】A
【详解】AC．闭合开关S和S2，断开S1时，灯L与灯L2串联，如果电路正常，则两灯都不在额定电压下工作，所以两灯发光都比正常发光暗，当观察到灯L正常发光，灯L2不亮，则可以确定灯泡L2发生了短路，故A符合题意，C不符合题意；
B．闭合开关S和S1，断开S2时，灯L与灯L1串联，如果电路正常，则两灯发光都比正常发光暗，与观察的现象一致，所以不能确定是灯泡L2发生了短路，故B不符合题意；
D．只闭合S，电路不能构成通路，所以三个灯都不能发光；灯L和L2均发光，说明灯L2所在支路是通路，都比正常发光要暗，可以判断是开关S2短路，故D不符合题意。
故选A。
7．如图所示的电路，电源电压恒定不变，闭合开关S后，发现两只灯泡都不亮，电流表示数为零。小明用一根导线检查电路故障，收集到的数据及相关现象如下表所示，则关于电路中可能存在的故障，下列说法中正确的是（ ）
A．灯泡L1和电流表A断路
B．电流表A和灯泡L2断路
C．只有灯泡L1断路
D．只有灯泡L2断路
【答案】B
【详解】闭合开关S后，发现两只灯泡都不亮，电流表示数为零，说明电路存在断路；由上表的情况可知断路点不单独发生在a、b；b、c；c、d；a、c间；而是在b、d之间，故应是电流表A和灯泡L2断路，故B正确，ACD错误；
故选B。
二、多选题
8．如图所示，L1、L2两个灯泡串联，电源电压为6V．闭合开关S后，两灯均不发光．用电压表测量a、b两点间的电压为0，b、c两点间的电压为6V．则电路中的故障可能是
A．L1短路且L2断路B．L1和L2均断路C．L1断路且L2短路D．只有L2断路
【答案】AD
【详解】灯泡不亮，可能是灯泡短路或电路存在断路造成的；
用一只电压表测量电路ab间电压为0，则可能是灯L1发生短路，或ab之外电路存在断路；用电压表测bc间电压为6V，等于电源电压，说明bc之外电路不存在断路，断路位置在bc间，即L2断路；综合分析可知，电路故障可能是：L1短路且L2断路或只有L2断路，故AD正确．
9．如图，电源电压不变，两只电表均完好，开关S闭合后，发现只有一只电表的指针发生偏转，若电路中只有一个灯泡出现了故障，则可能是（ ）
A．电压表指针发生偏转，灯泡L1断路B．电压表指针发生偏转，灯泡L2短路
C．电流表指针发生偏转，灯泡L2断路D．电流表指针发生偏转，灯泡L1短路
【答案】AD
【详解】根据电路图可知，两灯泡串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量L1两端电压；若电压表指针发生偏转，说明电流表示数为零，因此电路故障为断路，电压表有示数，说明电压表与电源两极相连，因此电路故障为灯泡L1断路；若电流表指针发生偏转，说明电压表示数为零，因此电路故障为短路，即灯泡L1短路。故AD符合题意，BC不符合题意。
故选AD。
10．如图所示，电源电压为U，开关S闭合前、后，电压表指针的位置不变，若电路中仅有一处故障，且只可能发生在电阻R1或R2上，则电压表示数及相应的故障分析正确的是（ ）
A．若电压表示数为零，则一定是电阻R2短路
B．若电压表示数为零，则一定是电阻R1断路
C．若电压表示数为U，则可能是电阻R2断路
D．若电压表示数为U，则可能是电阻R1短路
【答案】BCD
【详解】AB．若闭合开关前，电压表示数为零，说明电压表没有串联在电路中，则故障为R1开路；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开路，故B正确，A错误；
CD．若闭合开关前，电压表有示数，说明电压表串联在电路中，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开路（此时电压表串联在电路中测电源电压），故CD正确。
故选BCD。
11．如图所示，电路中有两个电阻R1、R2，其中一个发生了断路故障，其它元件均完好。小明想判断出哪个电阻发生了故障，闭合开关S、断开S1时，下列做法可行的是（ ）

A．将电流表接入在a点位置B．将电流表接入在e点位置
C．将电压表接入在bd两点之间D．将电压表接入在bc两点之间
【答案】ABD
【详解】AB．闭合开关S、断开S1时，只有R2接入电路；将电流表接入在a或e点位置时，都是测量电路中的电流，如果电流表有示数，则说明R2是完好的，根据题意可知是R1断路；如果电流表无示数，则说明R2断路，能判断出电路故障，故AB符合题意；
C．将电压表接入在bd两点之间时，电压表始终测电源电压，无论哪个电阻断路，电压表示数都等于电源电压，所以不能判断出电路故障，故C不符合题意；
D．将电压表接入在bc两点之间时，因开关S1是断开的，则此时电压表与电阻R1串联；如果电压表有示数，则说明R1是完好的；如果电压表无示数，说明电压表不能与电源接通，则R1断路，能判断出电路故障，故D符合题意。
故选ABD。
12．如图所示电路中，电源电压恒定为10V，滑动变阻器上标有“40Ω1A”字样，R0为定值电阻。闭合开关后调节滑片，当灯泡L正常发光时，电压表的示数为8V。过了一会儿，由于电路中出现一处故障，导致灯泡熄灭，电压表的示数变为6V，电流表的示数增加了0.2A。以下说法中正确的是（ ）

A．电路中的故障可能为灯泡L被短路
B．灯泡L的额定电压为5V
C．定值电阻R0的阻值为20Ω
D．故障后，将滑片调至最右端时电压表的示数为8V
【答案】ABD
【详解】由电路图可知，定值电阻R0、灯泡与滑动变阻器串联，电压表V1测量灯泡与滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路中电流。
A．电路中出现一处故障后电流表的示数增加了0.2A，据此可知电路是通路，且电路中的总电阻变小，则故障可能为灯泡L被短路，故A正确；
BC．当灯泡正常发光时，灯泡与滑动变阻器两端的电压为U1=8V，根据串联电路的特点和欧姆定律可得
即
电路中出现故障后，电流表的示数增加了0.2A，则此时电路中的电流为
根据串联电路的特点和欧姆定律可得
即
由①②解得R0=10Ω，I=0.2A，故C错误；
故障后电流表的示数
滑动变阻器连入电路的阻值为
当灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压为
灯泡L的额定电压
故B正确；
D．故障后，将滑片调至最右端时，定值电阻R0与滑动变阻器的最大阻值串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，则总电阻
根据串联电路分压的原理，电压表的示数
故D正确。
故选ABD。
13．如图所示是某款压力秤的内部电路图，为定值电阻，电源电压恒为6V。R为压敏电阻，其阻值随所受压力变化情况如下表所示，闭合开关S，当压力F为0N时，电流表示数为，下列说法中正确的是（ ）
A．定值电阻为
B．当压力为100N时，电路工作的功率为6W
C．当压力增大，电流表示数变大，电压表示数变大
D．当闭合开关，电流表和电压表均没有示数，故障是电阻断路
【答案】AC
【详解】A．定值电阻与压敏电阻串联，电压表测定值电阻的电压，电流表测电路的电流，当压力F为0N时，压敏电阻为，电流表示数为，根据欧姆定律和串联电阻的规律，定值电阻
故A正确；
B．当压力为100N时，压敏电阻为，根据串联电阻的规律，电路工作的功率为
故B错误；
C．当压力增大，压敏电阻变小，电路的电阻变小，由欧姆定律可知，电流表示数变大，根据可知电压表示数变大，故C正确；
D．当闭合开关，若电阻断路，电压表与压敏电阻串联，电压测电源电压，电压表有示数，不符合题意，故D错误。
故选AC。
14．如图所示，闭合开关S后，灯泡和都发光，两电表均有示数。过一会儿由于某个灯泡发生故障，两灯泡均熄灭，电流表示数变为零，电压表示数比原来增大。以下对电路和电路故障的分析正确的是（ ）

A．灯泡和发光时，两灯串联
B．灯泡和发光时，电压表测的是灯泡的电压
C．灯泡熄灭是由于灯泡断路
D．灯泡熄灭是由于灯泡断路
【答案】AD
【详解】A．当电压表去掉，电流表当成一根导线，那么此时两灯泡是串联的，故A正确；
B．用图可知，电压表并联在L2与电流表两端，可以判断电压表测量的是灯泡L2的电压，故B错误；
CD．灯泡熄灭，从电流表没有示数，可知，是灯泡断路，从电压表有示数，说明有电流通过电压表，那么只能是电压表所测量的灯泡L2断路，故C错误，D正确。
故选AD。
三、填空题
15．如图是一款容积为2L的3挡加热养生壶的电路原理简化图。其额定电压为220V，低、中、高温挡功率分别为200W、500W、1000W。已知养生壶在额定电压下工作， ρ水=1×103kg/m3，c水=4.2×103J/(kg·℃)。当开关S闭合、S1接b时养生壶处于 （选填“高温”“中温”或“低温”）挡位。用了一段时间后发现低温挡不能工作、高温挡和中温挡的发热功率相同，则故障的原因是 （电路中只有一处故障，故障元件是R1或R2）。
【答案】 高温 R2断路
【详解】[1]由图知，当开关S闭合，S1接b时，电阻R1、R2并联，电路中的总电阻最小，根据知总功率最大，所以此状态为高温挡。
[2]由电路图可知，开关S1接a、S断开时，R1、R2串联，电路总电阻最大，功率最小，处于低温挡；开关S1接b、S闭合时，R1、R2并联，电路总电阻最小，电功率最大，处于高温挡；开关S闭合，S1接a时，只有R1接入电路，处于中温挡；因低温挡不能工作，高温挡和中温挡发热相同，则电阻丝R2断路。
16．在图所示的电路中，电源电压保持不变，的阻值均为。已知电路中仅有一处故障，且只发生在电阻或上。闭合开关S前后，电压表V示数均为。现再提供一个电流表A和一个电压表，请选择其中一个电表接入电路进一步确定故障。请写出确定故障的方案，并写出闭合开关S后，所有电表的示数及相对应的故障 。
【答案】见解析
【详解】开关S闭合前后，电压表V示数均为U0，则故障可能是R1短路或者R2断路。若选用电压表V1，当把电压表V1并联在R1两端时，无论R1短路还是R2断路，电压表V1读数都为0，无法判断。若选用电流表A，将电流表A与R1和R2串联接入电路中，当闭合开关后，电流表有示数，电压表示数为U0，则说明故障是R1发生了短路；当闭合开关后，电流表无示数，电压表示数依然为U0，则说明故障是R2发生了断路。
17．在图所示的电路中，电源电压为U0保持不变，电阻R1阻值为R0，R2的阻值为2R0。闭合开关S，发现只有一只电表的示数发生变化，已知电路中仅有一处故障，且只发生在电阻R1或R2上。请写出闭合开关S后电流表和电压表的示数及对应的故障 （写出所有可能的情况）
【答案】见解析
【详解】由电路图可知，两电阻串联，电压表测R1两端电压，电流表测电路中电流。已知电路中仅有一处故障，且只发生在电阻R1或R2上，则故障可能是R1短路、R1断路、R2短路、R2断路四种情况。若R1短路，则电压表示数为0，电流表示数为
闭合开关后，只有电流表示数变化，符合题意。若R1断路，则电流表无示数，电压表示数为U0，开关闭合后，只有电压表示数变化，符合题意；若R2短路，则闭合开关后，电压表示数为U0，电流表示数为，不符合题意；若R2断路，则电压表和电流表均无示数，不符合题意。综上所述：若电流表示数为零，电压表示数为U0，则R1断路；若电流表示数，电压表示数为零，则R1短路。
18．在图所示的电路中，电源电压为U且保持不变，电阻R1、R2的阻值均为R0。闭合开关S和S1，电路正常工作。一段时间后，电流表的示数突然变小但不为零。若电路中仅有一处故障，且只发生在R1、R2上，在没有更多测量仪器且不重新连接电路的情况下，请写出确定故障的具体操作、实施该操作后的电流表示数及对应的故障。
【答案】见解析
【详解】如图，电阻R1、R2并联，开关在支路上。电路正常工作一段时间后，电流表的示数突然变小但不为零，根据并联电路电流特点可知是某个用电器断路。若是断路，再断开开关，则电路中只有，则根据欧姆定律，电流表示数为；若是断路，再断开开关，则整个电路断路，电路中没有用电器，则电流表示数为0。所以确定故障的具体操作、实施该操作后的电流表示数及对应的故障为：断开开关，若电流表的示数为0，则R2断路；若电流表的示数为，则R1断路。
19．如图所示，小灯泡L1和L2 联在电路中。开关S闭合后，两灯均发光，电压表测小灯泡 （选填“L1”或“L2”）两端电压。一段时间后，两灯均熄灭，但电压表有示数且较大，电流表无示数，则故障可能是 。

【答案】 串 L1 L1断路
【详解】[1]如图所示电路，小灯泡 L1和L2首尾顺次相连，则连接方式为串联。
[2]由图可知，电压表与L1并联，则测量L1两端的电压。
[3]一段时间后，两灯均熄灭，但电压表有读数且示数较大，电流表无读数，电路中无电流，电压表两接线柱到电源是通路，导致这种电路故障的原因可能是 L1断路。
20．在图所示的电路中，电源电压为U0保持不变，电阻R1的阻值为R0，R2的阻值为2R0。已知电路中仅有一处故障，且只发生在电阻R1或R2上。断开开关S，电压表示数为U0。
①故障可能是 。
②为了确定故障，现在电路中M处正确串联一个电流表。请写出闭合开关S后电流表、电压表的示数及其对应的故障。
【答案】 R1断路；R1短路；R2短路 见解析
【详解】[1][2]由图知道 ，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，由欧姆定律知道，此时电流表示数为
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，由欧姆定律知道，此时电流表示数为
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，则R1短路；若电压表示数为零，电流表示数为，则R2短路。导线并联位置
a、b
b、c
c、d
a、c
b、d
电流表示数/A
0
0
0
0
0
L1发光情况
不亮
不亮
不亮
不亮
亮
L2发光情况
不亮
不亮
不亮
不亮
不亮
0
20
40
60
80
100
14
12
10
8
6
4