61部编物理专题电路故障解析版.docx
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61部编物理专题电路故障解析版
专题16.5电路故障
1.常见的故障类型：
断路和短路。
形成故障的原因很多，比如“短路”有可能是用电器两个接线柱碰线造成，也可能是电流过大导致某些用电器内部击穿，电阻为零；“断路”有可能是导线与用电器接触不良造成，也可能是电流过大将用电器某些部分烧断造成。
不管“短路、断路”成因是多么复杂，其实质却很简单，我们可以认为“短路”的用电器实质就是电阻很小，相当于一根导线，“断路”的用电器实质就是电流无法通过相当于断开的电键.在分析中用导线代替“短路”的用电器，用断开的电键代替“断路”的用电器，往往会收到意想不到的效果。
2.串并联电路的故障判断：
（1）识别电路的连接方式；
（2）通过观察电流表是否有示数或者用电器的工作状态判断故障类型：
如果串联，一断全断（即如果某一处断路，所有的用电器都不工作，电流表没有示数），一短其他用电器能工作，电流表示数变大；如果并联，一短全短（即如果某一处短路，所有的用电器都不工作，支路电流表没有示数），一断其他用电器不受影响，干路的电流表示数变小；（3）根据电压表的示数变化来判断故障的具体位置。
3.用电压表检测故障：
（1）如果电压表没有示数，则有可能是电压表的两接线柱到电源两极之间的电路断路，也有可能是电压表的两接线柱间被短路。
（2）检测故障时，把电压表分别和各部分并联，导线部分的电压为零表示导线正常，如某一用电器两端的电压为零，则此用电器短路；如果串联电路，把电压表分别和各处并联,则有示数且比较大（常表述为等于电源电压）则电压表两接线柱之间的电路开路（电源除外）。
类型一串联电路的故障
例1．在如图所示的电路中，电源电压不变，闭合开关S，两灯都能发光，一段时间后，其中一盏灯突然熄灭，此时两个电流表的示数均变小，则出现这一现象的原因可能是（ ）
A．灯L1断路B．灯L1短路C．灯L2短路D．灯L2断路
【答案】A。
【解析】A、若灯L1断路，L1熄灭，L2发光，此时电流表A1示数为0，即示数变小，A原来测的是两灯泡的总电流，现在测的是L2的电流，故其示数也变小，故该选项符合题意；
B、灯L1短路，此时电源发生短路，即另一灯泡不会发光，故错误；
C、灯L2短路，此时电源发生短路，即另一灯泡不会发光，故错误；
D、灯L2断路，此时L2熄灭，L1发光，原来电流表A1测的是的L1电流，现在仍测该灯泡的电流，故其示数不变，不符合题意；
类型二并联电路的故障
例2．（多选）在如图所示的电路中，电源电压保持不变。
闭合电键S，电路正常工作。
过了一会儿，灯L突然熄灭，两个电表中只有一个电表的示数变小。
若整个装置除了灯L和电阻R以外，其余都完好，那么下列判断中不正确的是（ ）
A．可能是灯L断路B．可能是电阻R断路C．可能是灯L短路D．可能是电阻R短路
【答案】ACD。
【解析】①灯L发生故障：
若灯L断路，电阻R完好，电压表、电流表的示数都应为零；
若灯L短路，为电阻的基本电路，电压表测量电源电压，因此电压表示数变大；由于电路中的总电阻减小，因此电流表示数变大。
②电阻R发生故障：
若R断路，电压表、电流表、灯L串联在电路中，由于电压表内阻很大，因此电路中的电流很小，且电压表分得的电压很大，接近于电源电压；所以电流表的示数变小，电压表的示数变大；
若R短路，为灯泡的基本电路，灯泡发光；此时电压表被短路，故电压表示数为零；由于电路的总电阻减小，因此电流表示数变大。
故不正确的是ACD。
类型三用电压表检测电路故障
例3．某同学连接的电路如图所示，闭合开关后，无论怎样调节滑动变阻器，灯泡L1、L2都不亮。
他用电压表进行电路故障检测，把电压表并联接在某两点之间，测试结果如表所示。
则可以判定电路中的故障是（ ）
测试点
a、b
a、f
a、e
a、d
电压表
有示数
有示数
有示数
无示数
A．灯泡L1短路B．灯泡L2短路C．de段开路D．be段开路
【答案】C。
【解析】
A、如果灯泡L1短路，灯泡L2会发光。
故A不符合题意；
B、如果灯泡L2短路，灯泡L1会发光。
故B不符合题意；
C、如果d、e段开路，整个电路断路，两灯都不亮；将电压表接在a、f，a、e有示数，a、d无示数。
故C符合题意；
D、如果b、e段开路，整个电路断路，两灯都不亮，电压表接在a、e间无示数。
故D不符合题意。
一．选择题（共13小题）
1．如图所示的电路，闭合开关S，灯泡L1，L2均不发光，电流表指针不动，但电压表的指针发生了明显偏转。
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，电流表和电压表指针均指在零刻度，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】A。
【解析】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L1的灯丝断了，
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L1的灯丝断了或电流表损坏了；
综上所述，电路故障为：
灯泡L1的灯丝断了，故A正确，BCD错误。
2．某同学利用如图所示电路进行实验，闭合开关后，Ll、L2正常发光，两个电表都有示数。
但过了一会儿后，两个电表的示数都变为零，这时电路发生的故障可能是（ ）
A．电压表断路B．电流表断路C．灯泡L1断路D．灯泡L2断路
【答案】B。
【解析】由图可见两灯并联，电压表测量电源电压，电流表测量灯L1的电流，
A、如果是电压表断路，电流表有示数，故A不符合题意；
B、如果是电流表断路，电压表的两端与电源不相连，没有示数，则电流表和电压表都没有示数，故B符合题意；
C、如果灯泡L1断路，电流表没有示数，电压表的两端与电源相连，有示数，故C不符合题意；
D、根据并联电路各个支路互不影响知，如果灯泡L2断路，L1会发光，电流表有示数，电压表与电源两端相连，有示数，故D不符合题意。
3．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。
过了一会儿，灯L熄灭，两个电表中只有一个电表的示数变大，则下列判断中正确的是（ ）
A．可能是灯L断路，电流表的示数变小B．可能是电阻R短路，电压表的示数变大
C．可能是灯L短路，电压表的示数变大D．可能是电阻R断路，电流表的示数变小
【答案】D。
【解析】A、如果灯L断路，整个电路断路，所以电流表、电压表示数都减小为零。
故A不符合题意；
B、如果电阻R短路，灯泡是通路，能够发光。
故B不符合题意；
C、如果灯L短路，灯不亮，电路总电阻减小，所以电流表示数增大，同时电压表测量电源电压示数增大。
故C不符合题意；
D、如果电阻R断路，电流表示数减小为零，电压表测量电源电压，示数变大。
故D符合题意。
4．如图所示电路闭合开关，甲、乙两灯泡均发光，过一会儿，其中一个灯泡突然熄灭，但两电表指针仍明显偏转，造成此现象的原因可能是（ ）
A．甲灯泡短路B．乙灯泡短路C．甲灯泡断路D．乙灯泡断路
【答案】C。
【解析】由图可知，该电路为并联电路，电流表测量乙的电流，电压表测量电源电压；
甲、乙两灯泡均发光，过一会儿，其中一个灯泡突然熄灭，但两电表指数仍明显偏转，这说明电路不是短路，而是一个支路断开；电流表有示数，说明乙正常，故故障是甲断路。
5．图示电路中，R1、R2是定值电阻，开关S闭合一段时间后，电流表示数突然减小。
用电压表检测电路，当电压表接a、b两点时，电压表有示数；接b、c两点时，电压表无示数。
则故障原因可能是（ ）
A．仅R1断路B．仅R2断路C．电流表断路D．ac导线断路
【答案】D。
【解析】
根据电路图可知，定值电阻R1、R2并联连接，电流表测量的是干路的电流；
开关S闭合一段时间后，电流表示数突然减小，说明某一条支路出现了断路；
当电压表接a、b两点时，电压表有示数，说明a到电源的负极与b到电源的正极之间是接通的；
电压表接b、c两点时，电压表无示数，说明c到电源的负极与b到电源的正极之间是断开的，由前面解答可知a到电源的负极、b到电源的正极之间是接通的，故ac间导线出现了断路。
6．小明同学在“探究串联电路电压规律”的实验中，按如图所示的电路图连接实物，闭合开关，发现灯L1和L2都不亮，排除接触不良的因素后，小明用电压表逐一与元件并联，以查找故障。
测量得出Uab＝0：
Uac＝0：
Ucd＝6v；Uad＝6V；如果电路只有一处故障，则故障可能为（ ）
A．L1断路B．L1短路C．L2断路D．L2短路
【答案】C。
【解析】
闭合开关，发现灯L1和L2都不亮，电路只有一处故障，则说明电路中无电流，故电路出现了断路，故BD错误；
若灯L1断路，整个电路断路，灯泡都不亮，ab、cd间电压为零，ac、ad间都有电压，故A错误。
若灯L2断路，整个电路断路，灯泡都不亮，ab、ac间电压为零，ad、cd间都有电压。
故C正确。
7．王瑞同学按图正确连接好电路闭合开关后发现两电压表指针偏转角度相同。
为寻找
电路故障，用一根检测导线分别并联在灯L1或L2的两端，发现两电压表指针所指位
置没有任何变化。
由此可以推断（ ）
①L1可能短路②L2可能断路
③L1短路同时L2断路④检测导线一定断路
A．只有④正确B．只有①②正确C．只有③④正确D．只有①②④正确
【答案】A。
【解析】
（1）由电路图知：
两灯泡串联一个电压表测量电源电压，一个电压表测量L2两端的电压，闭合开关后发现两电压表指针偏转角度相同，说明两表示数都为电源电压，所以故障可能为灯泡L2断路或灯泡L1短路，L1短路同时L2断路；
（2）用一根检测导线分别并联在灯L1或L2的两端，当两电压表指针所指位置没有任何变化，示数都为电源电压，只能是检测导线一定断路造成的，故只有④正确。
8．在如图所示的电路中，电源电压保持不变。
当开关S闭合后，电压表的示数始终为电源电压，已知电路中只有一处故障，且只发生在电阻R或灯泡L处，现有以下几种检测方法：
①在电路中串联一个完好的电流表；②将电压表并联在灯L两端；
③用一个完好的小灯泡替换灯泡L；④用一个完好的导线替换灯泡L。
上述四种方法中，哪两种方法不能判断出电路的故障（ ）
A．①②B．②③C．①③D．②④
【答案】D。
【解析】
①在电路中串联一个完好的电流表，闭合开关，如果电流表有示数，说明灯泡L短路；如果电流表无示数，说明电阻断路。
此方法可以判断电路故障；
②将电压表并联在灯L两端，闭合开关，电压表示数始终为零，无法确定电路的故障次方法不能判断出电路的故障；
③用一个完好的小灯泡替换灯泡L，闭合开关，如果小灯泡发光，说明灯泡L短路；如果小灯泡不发光，说明电阻断路。
此方法可以判断电路故障；
④用一根导线替换灯泡L，无论是电阻断路还是灯泡L短路，电压表都测量电源电压。
此方法不能判断电路故障。
9．如图所示的电路，闭合开关S后，两灯都不亮。
用电压表检测得到的结果是：
Uab＝Ubc＝Ude＝Uef＝0，若故障只有一处，则可能的原因是（ ）
A.电路a、b间短路B．电路b、C间断路
C．电路d、e间短路或断路D．电路e、f间断路
【答案】C。
【解析】由于电灯都不亮，用电压表测量各处都没有电压，故可能是电源发生断路或短路了。
10．某同学连接的电路如图所示，闭合开关后，无论怎样调节滑动变阻器，灯泡L1、L2都不亮，他用电压表进行电路故障检测，把电压表并联接在某两点之间，测试结果如下表所示、则可以判定电路中的故障是（ ）
测试点
a、b
a、f
a、e
a、d
电压表
有示数
有示数
有示数
无示数
A．灯泡L1短路B．灯泡L2短路C．de段开路D．be段开路
【答案】C。
【解析】
A、如果灯泡L1短路，灯泡L2会发光。
故A错误；
B、如果灯泡L2短路，灯泡L1会发光。
故B错误；
C、如果de段开路，整个电路断路，两灯都不亮；将电压表接在a、f间，a、e间有示数，a、d间无示数。
故C正确；
D、如果be段开路，整个电路断路，两灯都不亮，电压表接在a、e间无示数。
故D错误。
11．电学中常用电压表检测电路中故障。
某同学连接了如图所示的电路，闭合开关S后，电流表的指针几乎不动，电灯都不亮，电压表的指针有明显偏转，据此可分析，该电路的故障可能是（ ）
A．电流表坏了或电流表因接触不良实际未接入电路B．电路aL1b部分某处出现断路
C．L2的灯丝被烧断或灯座未接通D．电流表、L1、L2都坏了
【答案】B。
【解析】A、电流表坏了或电流表接触不良，此时电路为开路，电压表不能与电源两极相连，故电压表示数为零，不符合题意；
B、电路aL1b部分某处出现断路时，灯泡都不亮，并且电流表示数为零，电压表通过L2和电流表与电源两极相连，故电压表有示数，并且为电源电压，符合题意；
C、L2的灯丝被烧断或灯座未接通，电流表无示数，电压表无示数，不符合题意；
D、电流表、L1、L2都坏了，电流表、电压表均无示数，不符合题意。
12．如图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，电流表和电压表的都有示数。
如果某时刻电路出现故障，两表的示数都变大了，那么故障可能是（ ）
A．电阻R1短路B．电阻R1断路C．电阻R2短路D．电阻R2断路
【答案】C。
【解析】
由图可知，电阻R1、R2串联，电压表测量R1两端的电压，电流表测量电路中的电流；
A、若电阻R1短路，则电阻R1两端的电压为零，即电压表示数变为零，由于电路中电阻变小，电流变大，即电流表示数变大，故A不符合题意；
B、若电阻R1断路，电流表示数变为零，电压表与R2串联接入电路，此时电压表测电源电压，电压表示数将变大，故B不符合题意；
C、若电阻R2短路，电路为R1的简单电路，电路中电阻变小，电流变大，即电流表示数变大，此时电压表测电源电压（电压表示数变大），所以两表的示数都变大，故C符合题意；
D、若电阻R2断路，电阻R1、电压表、电流表都没有接入电路，则两表示数均为零，故D不符合题意。
13．在图所示的电路中，电源电压保持不变。
闭合开关S，电路正常工作。
过了﹣会儿，两只电表的示数均变大，则下列判断中正确的是（ ）
A．灯L断路B．灯L短路C．电阻R断路D．电阻R短路
【答案】B。
【解析】电流表的示数变大，电压表的示数变大，则应该是电路中电灯L局部短路，导致总电阻变小，根据欧姆定律I
，电阻中电流增大，电阻两端电压升高，电压表的示数为电源电压；
由分析可得，A、C、D错误，B正确。
二．填空题（共4小题）
14．如图所示的电路中，电源电压保持不变。
当电键S闭合后，小灯不亮，电压表V有示数，已知小灯L、电阻R中仅有一个出现了故障。
则：
①电路中的故障可能是 灯泡L短路或电阻R断路 ；
②为了进一步确定故障，采用以下三种方法进行判断：
A．将电流表串联到电路中，观察电流表的示数；B．将原有电压表V改接在小灯L两端，观察电压表的示数；C．用完好的小灯L’替换电阻R，观察电压表的示数。
请判断以上三个方案中可行的是 A （选填字母“A、B、C”）。
【答案】
（1）灯泡L短路或电阻R断路；
（2）A。
【解析】①已知电路故障只出现在灯L和电阻R上，灯泡L不发光，可能是灯泡断路、短路或电阻R断路造成的；
电压表有示数，说明电压表并联电路之外不存在断路。
综合分析可知灯不发光的原因是：
灯泡L短路或电阻R断路。
②A．将一个完好的电流表串联在电路中，如果电流表有示数说明灯泡L短路，如果电流表无示数说明电阻R断路；
B．将原有电压表V改接在小灯L两端，无论是灯泡短路还是电阻断路，电压表都无示数，也就是不能确定具体是哪一种故障；
C．用完好的小灯L′替换电阻R，无论是灯泡短路还是电阻断路，电压表都有示数，也就是不能确定具体是哪一种故障。
因此A能够检测出具体故障。
15．在图所示的电路中，电源电压为U．电路中，电阻R或灯L中的一处发生断路故障。
当电键S闭合后，能判断故障所在的是电压表 V1 （选填“V1”或“V2”），请写出该电压表的示数及相对应的故障 V1的示数为0时，说明R断路；V1的示数为U时，说明L断路 。
【答案】V1；V1的示数为0时，说明R断路；V1的示数为U时，说明L断路。
【解析】
由图可知，当电键S闭合时，电压表V2测电源电压，电压表V1测灯泡两端的电压；
当电阻R或灯L中的一处发生断路时，电压表V2始终测电源电压，则V2的示数保持不变，故不能用电压表V2判断故障所在；可以根据电压表V1的示数判定故障的原因；
若电阻R断路，电压表V1示数为0；
若灯泡L断路，电压表V1串联在电路中测电源电压，此时V1的示数为U；
16．如图电路中有用电器R1、R2，闭合电键电路正常工作。
一段时间后，发现电流表示数有变化。
已知故障只发生在用电器上。
请根据题意写出可能的故障情况。
（1）如电流表示数变小且不为零，则故障是 R1或R2发生开路 ；
（2）如电流表示数变小且为零，则故障是 R1、R2都发生开路 。
【答案】
（1）R1或R2发生开路；
（2）R1、R2都发生开路。
【解析】由图知，两电阻并联，电流表测量干路电流，电压表测量电源电压。
（1）如电流表示数变小且不为零，则说明干路电流变小，有一条支路发生开路，则R1或R2发生开路；
（2）如电流表示数变小且为零，说明整个电路处于开路，则R1、R2都发生开路。
17．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合电键S，发现只有两个电表的指针发生偏转，已知电阻R1、滑动变阻器R2中仅有一个出现了故障。
①电路中的故障可能是 R1开路或R1短路 ；
②接着，移动变阻器R2的滑片P，只观察到一个电表的示数发生了改变，则故障一定是 R1短路 。
【答案】①R1开路或R1短路；
②R1短路。
极上，电压表有示数；电压表的电阻无限大，使得电路中的电流为0，电流
【解析】①若电阻R1开路，两个电压表的正负接线柱通过变阻器、导线接在电源正负表无示数，两个表有示数；
若电阻R1短路，电压表V1无示数；电压表V通过导线接在电源上，电流表测量通过变阻器的电流，二者都有示数，两个表有示数；
若滑动变阻器开路，电压表V1无示数，电流表无示数；电压表V的正负接线柱通过导线接在电源正负极上，电压表有示数，只有一个表有示数；
若滑动变阻器短路，两个电压表测量的都电源的电压，都有示数；电流表测量的是通过电阻R1的电流，也有示数，三个表都有示数；
综上，电路中的故障可能是电阻R1开路或若电阻R1短路；
②若电阻R1开路，电压表与变阻器串联，电压表V1示数始终接近电源电压，电流表无示数，电压表V为电源电压不变；
若R1短路，电压表V1示数为0，电压表V示数为电源电压，而电流表测通过变阻器的电流，当移动R2滑片P时，由欧姆定律，电流表示数发生变化。
所以，移动变阻器R2的滑片P，只观察到一个电表的示数发生了改变，则故障一定是R1短路。
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