本章专题复习32 串联电路单双故障分析判断解析版.docx

1、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。在双故障电路中，电路是断路的，电流表A是无示数的。若电压表V有示数，则故障为：R断路且L短路；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： 当R1短路且R2断路时，电流表及电压表示数的变化情况：_。当R1断路且R2

2、短路时，电流表及电压表示数的变化情况：_。当R1与R2都断路时，电流表及电压表示数的变化情况：_。【答案】电流表A的示数变小；电压表V的示数变小。电流表A的示数变小；电压表V的示数变大。电流表A的示数变小；电压表V的示数变小。【解析】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；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）。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： 若电流表A与电压表的示数都

3、变小，则发生的故障情况：_。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：_。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】R1与R2都断路；R1短路且R2断路。R1断路且R2短路。R1断路且R2短路。【解析】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。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。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

4、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。如果电压表示数为 ，则可能存在的故障是 。如果电压表示数为 ，则可能存在的故障是 。【答案】 0；R1断路；R1、R2均断路；R1断路且R2短路； U；R2断路；R2断路且R1短路。【解析】因为本题的电路在电键断

5、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00不变00不变可以R1短路0U/ R2变化UU不变不行R2断路00不变UU不变可以R2短路0U/ R1变化U0变化不行R1、R2均断路00不变00不变可以R1断路且R2短路00不变00不变可以R2断路且R1短路00不变UU不变可以由上表分析可知，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。如果电

6、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；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”）； 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】一定；电流表示数为零，电

7、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】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。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；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

8、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

9、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： 如果灯L发光，则可能存在的故障是 。 如果灯L不发光，则可能存在的故障是 。【答案】L断路，L断路且R短路，L短路； R断路，R断路且L短路，L、R都断路。【解析】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

10、且L断路；因为灯L始终不亮，排除掉R短路。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；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”、 “R

11、2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0U/（R1+R2）变大00不变R2断路00不变UU不变R1、R2均断路00不变00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

12、压表V中只有一个电表有示数，另一个无示数。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。 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。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

13、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

14、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）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；若是双故障的话，则是R1断路且R2短路，电流表的示

15、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L替换电阻RC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】 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

16、。因为灯不发光，排除掉R短路。A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L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

17、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。 电路中的故障可能是： 。 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】 R1断路；R1短路；R1断路且R2短路。 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】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

18、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。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)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】V1；R断路、R短路、R断路同时L短路。【解析】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

19、示数，所以无示数的是电压表V1；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（ ）AR1一定断路 BR1可能断路CR2一定断路 DR

20、1、R2一定同时断路【答案】A【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；R2断路；R1与R2同时断路；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

21、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】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；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。