本章专题复习32 串联电路单双故障分析判断解析版.docx
《本章专题复习32 串联电路单双故障分析判断解析版.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《本章专题复习32 串联电路单双故障分析判断解析版.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
本章专题复习32串联电路单双故障分析判断解析版
本章专题复习三电路故障分析判断
02串联电路单、双故障分析判断
【知识梳理】
一、串联电路中的双故障
1．串联电路双故障有3种情况（以图1为例）：
R和L都断路；R断路且L短路；R短路且L断路。
常见文字描述：
“R、L出现故障”等。
①在双故障电路中，电路是断路的，电流表A是无示数的。
②若电压表V有示数，则故障为：
R断路且L短路；
③若电压表V无示数，则故障为：
R和L同时发生断路；R短路且L断路；
【基础练习1】如图1所示，闭合电键后电路正常工作，过一会若R1、R2两个都出现故障，请你分析：
①当R1短路且R2断路时，电流表及电压表示数的变化情况：
__________________________。
②当R1断路且R2短路时，电流表及电压表示数的变化情况：
__________________________。
③当R1与R2都断路时，电流表及电压表示数的变化情况：
____________________________。
【答案】①电流表A的示数变小；电压表V的示数变小。
②电流表A的示数变小；电压表V的示数变大。
③电流表A的示数变小；电压表V的示数变小。
【解析】①当R1短路且R2断路时，电路图等效于图1A，电路是断路，所以两个电表的示数为0；
②当R1断路且R2短路时，电路图等效于图1B，此时电流表A的示数变小；电压表V的示数变大（等于电源电压）。
③当R1与R2都断路时，电流表及电压表示数的都为0，变小。
【基础练习2】如图2所示的电路，闭合电键后电路正常工作，过一会R1、R2两个都出现故障，请你分析：
①若电流表A与电压表的示数都变小，则发生的故障情况：
_____________________________。
②若电流表A的示数变小，电压表V的示数变大，则发生的故障情况：
__________________。
③若电流表A与电压表V的示数一个变大，一个变小，则发生的故障情况：
______________。
【答案】①R1与R2都断路；R1短路且R2断路。
②R1断路且R2短路。
③R1断路且R2短路。
【解析】①若电流表A与电压表的示数都变小，则电路一定发生断路：
R1与R2都断路或R1短路且R2断路。
②若电流表A的示数变小，电压表V的示数变大，则发生的故障情况：
R1断路且R2短路。
③若电流表A与电压表V的示数一个变大，一个变小，只能是电流表A的示数变小，电压表V的示数变大，则发生的故障情况：
R1断路且R2短路。
二、串联电路中的单、双故障
在大多情况下，考察双故障的同时，也考察单故障，串联电路中单、双故障共有7种情况（以图1所示的电路为例）：
R短路；R断路；L短路；L断路；R与L都断路；R短路且L断路；R断路且L短路。
常见文字描述：
“R、L出现故障”等。
【典型例题3】（2018年一模杨浦）在图8所示的电路中，电源电压为U。
闭合电键S，发现两电表指针的位置均不变，已知故障只发生在电阻R1、R2上，请根据相关信息写出电压表的示数及相应的故障。
①如果电压表示数为，则可能存在的故障是。
②如果电压表示数为，则可能存在的故障是。
【答案】①0；R1断路；R1、R2均断路；R1断路且R2短路；②U；R2断路；R2断路且R1短路。
【解析】因为本题的电路在电键断开时，电表可能有示数，所以可以用列表的方法详细分析过程，参见下表，尽管比较麻烦，但是熟练掌握后，就不用列表了。
设电源电压为U。
所有故障
电流表的示数
电压表的示数
结论
电键S断开
电键S
闭合
电流表示数变化情况
电键S断开
电键S
闭合
电压表示数
变化情况
R1断路
0
0
不变
0
0
不变
可以
R1短路
0
U/R2
变化
U
U
不变
不行
R2断路
0
0
不变
U
U
不变
可以
R2短路
0
U/R1
变化
U
0
变化
不行
R1、R2均断路
0
0
不变
0
0
不变
可以
R1断路且R2短路
0
0
不变
0
0
不变
可以
R2断路且R1短路
0
0
不变
U
U
不变
可以
①由上表分析可知，故障有下列5种情况：
R1断路；R2断路；R1与R2都断路；R1断路且R2短路；R2断路且R1短路。
②如果电压表示数为0，则可能存在的故障是R1断路或R1、R2均断路或R1断路且R2短路；
③如果电压表示数为U，则可能存在的故障是R2断路或R2断路且R1短路。
【典型例题4】（2019年普陀二模）在图8所示的电路中，电源电压保持不变。
电键S由断开到闭合时，观察到电路中两电表的示数始终为零。
若电路中的故障只发生在电阻R1、R2处，
则电阻R2断路（选填“一定”或“可能”）；
②现用一只完好的电阻R0替换电阻R2，来进一步确定电路故障。
请写出闭合电键S后，两电表的示数情况及相对应的电路故障。
示例：
电流表、电压表均有示数且不为零，则只有电阻R2断路。
（写出示例以外的一种情况即可）
【答案】①一定；②电流表示数为零，电压表有示数且不为零，则电阻R1、R2都断路；电流表有示数且不为零，电压表示数为零，则电阻R1短路且电阻R2断路。
【解析】①这是一串联电路，电键S由断开到闭合时，观察到电路中两电表的示数始终为零，根据电路的情况可知，电路发生断路，且电阻R2一定断路；此外还有以下几种情况：
电阻R1与R2都断路；电阻R1短路且R2断路。
②所以故障有三种情况：
电阻R2断路；电阻R1与R2都断路；电阻R1短路且R2断路；
③现用一只完好的电阻R0替换电阻R2，当闭合电键S后，电流表示数为零，电压表有示数且不为零，则电阻R1、R2都断路；电流表有示数且不为零，电压表示数为零，则电阻R1短路且电阻R2断路。
大多数题目考察双故障的同时，也包含单故障，最多共有七种情况，注意一一排除；七种情况是：
R1短路；R1断路；R2短路；R2断路；R1与R2都断路；R1短路且R2断路；R1断路且R2短路。
【综合练习】
1．在图3所示的电路中，电源电压保持不变，但电阻R、灯L处可能发生断路故障。
在电键S闭合前后，电流表的指针均不偏转，则灯L处发生断路（选填“一定”、“可能”），电路中的故障是。
【答案】一定；L断路；L、R均断路。
【解析】电阻R、灯L处可能发生断路故障，最多有三种情况：
电阻R断路、灯L断路、R和灯L都断路；在电键S闭合前后，电流表的指针均不偏转，则灯L处一定发生断路（因为若灯是正常的话，闭合电键时，电流表有示数）；所以电路的故障为：
L断路；L、R均断路。
电阻R不能断路，因为R若发生断路，则灯L就是好的，在电键S闭合后，电流表的指针会发生偏转，与题意不符。
2．（2018年二模杨浦）在如图9所示的电路中，电源电压为U保持不变。
闭合电键前后，电压表指针的位置不变，灯L始终不亮。
已知故障只发生在电阻R、灯L上，现用一个完好的灯L＇替换灯L，请根据灯L＇的发光情况进行判断：
①如果灯L＇发光，则可能存在的故障是。
②如果灯L＇不发光，则可能存在的故障是。
【答案】①L断路，L断路且R短路，L短路；②R断路，R断路且L短路，L、R都断路。
【解析】①故障最多有七种情况：
R短路；R断路；L短路；L断路；R断路且L断路；R断路且L短路；R短路且L断路；因为灯L始终不亮，排除掉R短路。
②现用一个完好的灯L＇替换灯L时，
如果灯L＇发光，电路中有电流，则R不会断路，则可能存在的故障是L断路，L断路且R短路，L短路；
③如果灯L＇不发光，则可能存在的故障是R断路，R断路且L短路，L、R都断路。
3．在图10所示的电路中，电源电压保持不变。
闭合电键S，发现电路中存在断路故障且只可能发生在电阻R1、R2上。
（1）若将电阻R1与闭合的电键S位置互换，则互换前后电流表A的示数，电压表V的示数。
（均选填“一定不变”、“可能不变”或“一定改变”）
（2）若电阻R2与闭合的电键S位置互换后，电流表A与电压表V中只有一个电表有示数，则。
（选填“R1可能完好”、“R2可能断路”或“R2一定断路”）
【答案】
（1）可能不变；一定不变；
（2）R2一定断路。
【解析】
（1）电路中存在断路故障且只可能发生在电阻R1、R2上，最多有三种情况：
电阻R1断路、电阻R2断路、R1和R2都断路；
故障情况
电流表的示数
电压表的示数
R1与S
互换前
R1与S
互换后
电流表示数变化情况
R1与S
互换前
R1与S
互换后
电压表示数
变化情况
R1断路
0
U/（R1+R2）
变大
0
0
不变
R2断路
0
0
不变
U
U
不变
R1、R2均断路
0
0
不变
0
0
不变
综上分析可知：
若将电阻R1与闭合的电键S位置互换，则互换前后电流表A的示数可能不变，但是电压表V的示数一定不变。
（2）若电阻R2与闭合的电键S位置互换后，电流表A与电压表V中只有一个电表有示数，另一个无示数。
①若“R1可能完好”，则也可能不完好（有故障），若R1断路，当R2与闭合的电键S位置互换前后，两个表都无示数。
故该选项不可以。
②若“R2可能断路”，则R2可能正常，是R1断路，与上面的分析相同，故这个选项也不可以。
③若“R2一定断路”，互换前，电流表无示数，电压表有示数为电源电压；互换后仍一样，电压表的示数为0，电流表有示数，I=U/R1。
所以符合要求。
4．（2018年一模闵行）在如图10所示的电路中，电源电压保持不变。
电路中存在断路故障，且故障只可能发生在电阻R1、R2处，当电键S由断开到闭合时：
（1）如果电压表V的示数变大，则故障可能是。
（2）如果电流表A与A1的示数始终相等，则故障可能是。
【答案】
（1）R2断路或R1、R2同时断路；
（2）R1断路或R1、R2同时断路。
【解析】电路中存在断路故障，且故障只可能发生在电阻R1、R2处，有三种情况：
R1断路或R2断路或R1、R2同时断路。
（1）当电键S由断开到闭合时，如果电压表V的示数变大，则故障可能是R2断路或R1、R2同时断路；
（2）当电键S由断开到闭合时，如果电流表A与A1的示数始终相等，则故障可能是R1断路或R1、R2同时断路，电流表的示数为0。
5．如图8所示电路中，电源电压保持不变。
闭合电键S后，电路正常工作，一段时间后，观察到两电表指针偏转方向相反。
若电路中除了R1、R2外，其它电路元件均完好。
（1）电路中存在的故障可能是；
（2）若用完好的灯L分别替换R1或R2后，闭合电键灯都能发光，则电路中的故障一定是。
【答案】
（1）R1短路；R1断路；R1断路且R2短路。
（2）R1短路。
【解析】闭合电键S后，电路正常工作，电压表的示数为R1两端的电压，小于电源电压；电流表的示数为I=U/（R1+R2）。
（1）①一段时间后，观察到两电表指针偏转方向相反，即电压表的示数与电流表的示数一个变大一个变小，若出现单故障时，不可能出现在R2上，因为R2短路或断路，两个表的示数都是同时变大或同时变小，所以若是单故障的话，是R1短路或断路；
②若是双故障的话，则是R1断路且R2短路，电流表的示数为0，电压表的示数会变大为电源电压。
（2）若用完好的灯L分别替换R1或R2后，闭合电键灯都能发光，则电路中的故障一定是R1短路。
6．（2018年二模浦东新区）图2所示电路中，由于灯L、电阻R发生故障，闭合电键后，灯不发光。
以下操作一定能判断出具体故障的是（）
A．若电路中只有一处故障，把电流表串联在电路中
B．若L和R都发生故障，用完好的灯Lʹ替换电阻R
C．若L和R都发生故障，把电压表先后并联在L和R两端
D．若不知有几处故障，把电流表串联在电路中且电压表并联在R两端
【答案】C
【解析】①由于灯L、电阻R发生故障。
故障最多有七种情况：
R短路；R断路；L短路；L断路；L和R都断路；R断路且L短路；R短路且L断路。
因为灯不发光，排除掉R短路。
②A．若电路中只有一处故障，把电流表串联在电路中；若其中一个发生故障，无论断路还是短路，都无法具体判断，不可以；
B．若L和R都发生故障，最多有三种情况：
L和R都断路；R断路且L短路；R短路且L断路。
用完好的灯Lʹ替换电阻R；若灯不亮时，不能判断是R与L同时断路，还是R短路且L断路；该选项不可以；
C．若L和R都发生故障，有三种情况：
L和R都断路；R断路且L短路；R短路且L断路。
把电压表并联在L两端有示数时，是R短路且L断路，无示数是R断路且L短路，L和R都断路；再把电压表并联在R两端有示数时，是R断路且L短路，无示数是L和R都断路。
所以该选项正确。
D．若不知有几处故障，把电流表串联在电路中且电压表并联在R两端；若两表的示数均为零，则可能是两个都断路；R短路且L断路；L断路；无法具体判断故障。
该选项不可以。
所以选C。
7．在图7所示的电路中，电源电压保持不变，闭合电键S，两电表只有一个有示数。
若电路故障只发生在电阻R1、R2上。
①电路中的故障可能是：
。
②在原故障电路中，将电压表改接在R2两端，请判断能否进一步确定故障所在，并说明理由
。
【答案】①R1断路；R1短路；R1断路且R2短路。
②不能，当R1断路，R1断路且R2短路时，电压表和电流表示数情况相同。
（回答合理均给分）
【解析】①闭合电键S，两电表只有一个有示数。
若电路故障只发生在电阻R1、R2上。
单故障为：
R1断路，只有V有示数；R1短路，只有A有示数；双故障为R1断路且R2短路，只有V有示数。
符合题意。
②在原故障电路中，将电压表改接在R2两端，不能进一步确定故障所在。
若当R1断路或R1断路且R2短路时，电压表的示数都为0，电流表的示数都为0，无法进一步确定。
（21）
⒇
8.图10所示的电路中，电源电压保持不变。
已知灯L、电阻R出现了故障，闭合电键S后
若发现灯L发光，则三个电表中电表示数一定等于零的是___________表。
若有一个电表的示数没有发生变化，则故障可能是______________（写出所有可能故障）。
【答案】①V1；②R断路、R短路、R断路同时L短路。
【解析】①闭合电键S后，灯L发光，电路中一定有电流，电流表A有示数，V2测量的是电源电压，也有示数，所以无示数的是电压表V1；
②闭合电键S后，若有一个电表的示数没有发生变化（即为0），一定是A或V1其中的一个没有变化。
若是单故障的话，不可能是灯L的故障（因为L断路，两个表的示数都为0，若L短路，两个表的示数都不为0）。
所以一定是电阻R出现故障，R断路（A为0）或R短路（V1为0）；双故障的话，是R断路同时L短路，此时电流表的示数为0，电压表的示数为电源电压。
9．（2018年二模松江）在如图2所示的电路中，电源电压保持不变。
电路中存在断路故障，且故障只可能发生在电阻R1、R2处，当电键S由断开到闭合时，电流表A与A1的示数始终相等，则（）
A．R1一定断路B．R1可能断路
C．R2一定断路D．R1、R2一定同时断路
【答案】A
【解析】①电路中存在断路故障，且故障只可能发生在电阻R1、R2处，有三种情况：
R1断路；R2断路；R1与R2同时断路；
②当电键S由断开到闭合时，电流表A与A1的示数始终相等，排除掉R2断路，因为R2断路，闭合电键后电流表A的示数会变大，电流表A1的示数为0，不相等，故C选项错误；
B选项：
由“R1可能断路”推出“R1可能正，是R2断路”，因为R2断路，闭合电键后电流表A的示数会变大，电流表A1的示数为0，不相等，故B选项错误；
D选项，“R1、R2不一定同时断路”；因为R1、R2可以同时断路，也可以只有R1断路，所以D选项错误。
A选项：
R1应该一定是断路，当电键S由断开到闭合时，电流表A与A1的示数均为零，故A选项正确；
故选A。
10．在图8所示的电路中，电源电压保持不变，由于电阻R1、R2出现了故障，在电键S闭合前后，发现只有一只电表的示数发生变化，故障可能是（写出所有可能的情况）。
当把R1与R2的位置互换后，闭合电键，（选填“一定会”“一定不会”或“可能会”）出现只有一只电表的示数为零。
【答案】R1短路；R1断路；R1断路且R2短路；一定不会。
【解析】①在电键S闭合前后，发现只有一只电表的示数发生变化，单故障一定出现在R1上，故障是R1断路（电压表的示数会变大）或短路（电流表的示数变大）。
双故障的话，是R1断路且R2短路，电压表的示数会变大；所以故障可能是：
R1短路；R1断路；R1断路且R2短路；
②当把R1与R2的位置互换后，闭合电键，若R1短路，则两表均有示数；若R1断路，则两表示数均为0；若R1断路且R2短路，则两表示数均为0；所以不会出现只有一只电表的示数为零。
升级会员 