备战2020中考物理三轮复习电学精准突破专题05电路故障分析 13页

1 专题 05 电路故障分析 考向一：电路故障描述类： （1）先看电流表：有示数——短路； 无示数——断路 ①电流表有示数，电路故障可能是电流表以外部分存在短路； ②电流表无示数，电路故障可能是存在断路。 （2）再看电压表：有示数——内断/外短 无示数——内短/外断 ①电压表有示数，电路故障可能是电压表并联部分断路（内断），或电压表以外部分存在短 路（外短）。 ②电压表无示数，电路故障可能是电压表并联部分短路（内短），或电压表以外部分存在断 路（外断）。 总结： 电流表有示数，电压表有示数——外短； 电流表有示数，电压表无示数——内短； 电流表无示数，电压表有示数——内断； 电流表无示数，电压表无示数——外断。 （3）根据灯泡亮暗情况进行判断电路故障： ①闭合开关，灯泡发光明亮：滑动变阻器滑片未移动至阻值最大处或滑动变阻器的最大阻值 过小； ②闭合开关，灯泡较暗，且移动滑动变阻器的滑片，灯泡的亮暗程度不变：滑动变阻器的下 接线柱同时接入电路。 （4）电压表与用电器串联：若电路接通后，电压表有示数，且几乎等于电源电压，用电器 不能正常工作，则故障原因是电压表和用电器串联接入电路。 考向二：电路故障检测类： 1.改接电压表检测电路故障：改接后电压表示数为电源电压时，电压表所接部分发生断路。 2.导线检测电路故障：若小灯泡不亮，电表无示数，导线改接在哪个元件两端，电路通路， 小灯泡亮，电表均有示数，则这个元件断路。 2 题型一：电路故障描述类 【例题】如图所示是小明做“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验电路图，连接好电路， 将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处，闭合开关．请完成下列问题： （1）电流表没有示数，小灯泡不亮，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电 压，造成这一现象的原因可能是__________________； （2）小灯泡不亮，移动滑动变阻器的滑片，电压表没有示数，电流表示数有明显变化，造 成这一现象的原因可能是________________； （3）小灯泡不亮，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电压表、电流表均无示数，将电压表 拆下，在开关闭合的状态下，分别将电压表接在滑动变阻器及开关两端时，结果只有接在滑 动变阻器两端时，电压表有示数，则出现故障的原因可能是______________________； （4）小灯泡几乎不发光，移动滑片也不能改变小灯泡的亮度，原因可能是他把滑动变阻器 的______（选填“上”或“下”）接线柱同时接入了电路； （5）发现电流表指针偏向没有刻度的一边，出现这一故障的原因可能是 ________________________； （6）小灯泡很亮且瞬间熄灭，产生这种现象的原因是____________________________． （7）闭合开关后，一段时间后，若滑动变阻器短路，则电压表示数________，电流表示数 ________； （8）小灯泡不亮，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电压表、电流表均无示数，将电压表 拆下，在开关闭合的状态下，分别将电压表接在滑动变阻器及开关两端时，结果只有接在滑 动变阻器两端时，电压表有示数，则出现故障的原因可能是______________________． 【解析】本题考查了对电路故障问题的综合分析，主要从短路、断路角度进行分析。 3 答案：（1）小灯泡断路；（2）小灯泡短路；（3）滑动变阻器断路；（4）下；（5）电流 表正负接线柱接反；（6）滑动变阻器的最大阻值过小；（7）变大；变大；（8）滑动变阻 器断路。 【扩展训练】实验电路图如下所示，在多次做实验的过程中小明遇到以下问题，请你帮他解 决。 （1）开关闭合时，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表的示数接近电源电压，其故障原 因可能是 。 （2）电流表有示数，电压表示数等于电源电压，移动滑动变阻器的滑片电表示数不变。 （3）电流表有示数，电压表有示数，但不等于电源电压，移动滑动变阻器的滑片电表示数 不变。 （4）闭合开关后，过了一段时间，灯突然变亮，电流表、电压表示数均增大，则产生的故 障可能是 。 （5）闭合开关后，过了一段时间，灯突然熄灭，电流表示数增大，电压表示数几乎为零， 则产生的故障可能是 。 （6）闭合开关后，过了一段时间，灯突然熄灭，电流表、电压表示数均变为零，则产生的 故障可能是 。 （7）小明在连接电路时，不小心将电压表和电流表位置互换，请你想象一下，闭合开关后， 将会有什么结果 。 （8）小明闭合开关后发现灯很暗，几乎不亮，电流表、电压表示数很小，调节变阻器的滑 片 P 的位置，发现两电表示数均不变，则原因可能 是 。 （9）闭合开关后灯泡发光较亮，移动滑动变阻器的滑片，电流表和电压表的示数均不 变，产生原因 。 【解析】考查了对电路故障问题的掌握，主要从断路和短路角度进行分析。 4 答案：（1）灯泡断路；（2）滑动变阻器短路（同时接入上接线柱）；（3）滑动变阻器接 入两下接线柱；（4）滑动变阻器短路；（5）灯泡短路；（6）滑动变阻器断路；（7）电流 表示数为 01，电压表示数接近电源电压，灯泡不亮；（8）滑动变阻器接入两下接线柱；（9） 滑动变阻器接入两上接线柱。 题型二：电路故障检测类 1．如图所示电路图中，闭合开关 S 后灯泡 L1、L2 不亮，电压表无示数，用一导线分别并联 接在灯 L1、L2 和开关 S 两端，发现接到 L2 两端时 L1 亮，其故障是（ ） A．L1 短路 B．L2 短路 C．L1 断路 D．L2 断路 【分析】分析电路图知：两只灯泡串联，电压表测量 L1 两端电压。 闭合开关 S 后灯泡 L1、L2 不亮电压表无示数，说明电压表的正负接线柱不能与电源两极 相连，并且电路故障为断路。 【解答】解： A、如果 L1 短路，L2 会发光。不符合题意； B、如果 L2 短路，L1 会发光。不符合题意； C、如果 L1 断路，闭合开关，电压表显示电源电压有示数。不符合题意； D、用一导线接到 L2 两端时 L1 亮，说明灯泡 L1 完好，因此电路故障为 L2 断路。 故选：D。 2．如图所示，开关 S 闭合后，L1 和 L2 都不发光，将电压表并联在 ab 之间时，电压表示数为 0，将电压表并联在 bc 之间时，电压表示数较大，若电路中只有一处故障，则该故障可 能是（ ） A．L1 断路 B．L1 短路 C．L2 断路 D．L2 短路 【分析】由电路图知，两灯泡串联。闭合开关，灯泡不亮，原因有二：断路或短路，因 为两灯都不亮，所以不可能是一灯短路，所以只能是一灯断路。 5 【解答】解： A、如果 L1 断路，L1 和 L2 都不发光，将电压表并联在 bc 之间时，电压表测量电源电压有 示数；将电压表并联在 ab 之间时，电压表断路没有示数，故 A 符合题意； B、如果 L1 短路，L2 会发光。故 B 不符合题意； C、如果 L2 断路，L1 和 L2 都不发光，将电压表并联在 ab 之间时，测量电源电压有示数； 将电压表并联在 bc 之间时，电压表断路无示数，故 C 不符合题意； D、如果 L2 短路，L1 会发光。故 D 不符合题意； 故选：A。 3．如图所示为小明连接的电路，他先检查导线连接无误后，闭合开关 S，发现两灯均不发 光，于是他用一个电压表分别并联接到 ab、bc、ac 两点，灯 L1、L2 均不发光，且电压表 无示数，再用电压表并联接到 dc 两点时，灯 L1、L2 均不发光，但电压表指针有明显偏转， 由此判定电路的故障可能是（ ） A．灯 L1 断路 B．灯 L2 断路 C．灯 L1 短路 D．灯 L2 短路 【分析】灯泡的故障分为断路和短路两种，根据电压表连接在不同位置时的示数表现情 况，分别对断路和短路的情况进行判断，看出现的可能性有哪些，最终得出结论。 【解答】解：由题意可知，并联接到 ab、bc、ac 两点，灯 L1、L2 均不发光，不能是短路， 且电压表无示数，说明 ac 外的电路有断路； 再连接到 dc 两点之间，灯 L1、L2 均不发光，不能是短路，但电压表指针有明显偏转，说 明有微弱电流从电源正极经过电压表再经过 L1 回到电源负极，说明与电压表并联的部分 断路； 故是灯 L2 断路。 故选：B。 4．如图所示为小明连接的电路，他检查导线连接无误后，闭合开关 S，发现两灯均不发光， 于是他用一根导线分别连接到 ab，bc，cd 和 ac 两点，灯 L1，L2 均不发光，再用导线连 接到 bd 两点时，灯 L1 发光，L2 不发光，由此判定电路的故障是（ ） 6 A．灯 L1 与开关 S 均开路 B．灯 L2 与开关 S 均开路 C．灯 L1 与开关 S 均短路 D．灯 L2 与开关 S 均短路 【分析】用电器短路是指用一根导线将某个用电器的两端连接起来，被短路的用电器中 无电流通过。但与导线串联的其它用电器若能工作，说明除被导线并联的部分电路外电 路是导通的。 【解答】解：由图可知：L1 与 L2 是串联电路，在电路中任意一处断开，则灯泡都不能工 作。 导线分别连接到 ab，bc，cd 和 ac 两点，灯 L1，L2 均不发光，说明电路都为断路； 当导线并联在 ac 两点间时，灯 L1，L2 均不发光，说明 cd 间有断路，即灯 L2 开路； 当导线并联在 cd 两点间时，灯 L1，L2 均不发光，说明灯 L1 开路或开关开路； 当导线并联在 bd 两点间时，灯泡 L1 发光，说明灯 L1 正常，bd 间发生断路，因此电路故 障为灯 L2 与开关 S 均开路。 故选：B。 5．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 【分析】电路故障分为短路和断路。短路时电路中还有电流，有灯泡会亮。断路时，电 路中没有电流，灯泡不亮。 【解答】解： 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 7 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。 故选：C。 6．如图所示家庭电路中的某一部分，电工师傅按下面的顺序进行检测：①闭合 S1，灯 L1 亮； ②断开 S1，闭合 S2，灯 L2 不亮；③再用测电笔测 a、b、c、d 四个接线点，发现只有在 c 点氖管不发光。若电路中只有一处故障，则是（ ） A．灯 L2 短路 B．灯 L2 所在支路开路 C．c、d 两点间开路 D．c 点左侧的零线开路 【分析】试电笔在使用时，应将笔尖接触导线，手接触笔尾的金属体，这样就可以形成 回路，如果是火线，氖管会发光。 【解答】解：闭合 S1，灯 L1 亮，电路中有电流，说明电路为通路，从保险丝→a→S1→L1→c 以及 c 点左侧的零线都没有断路，故 D 错误； 断开 S1，闭合 S2，灯 L2 不亮，灯 L2 不亮的原因有两个：一个是断路、一个是短路， 若灯 L2 短路时，电路的电流会很大，将保险丝烧断，灯泡 L1 也不会发光，a、b 两个接线 点上，试电笔的氖管都不会发光，故 A 错误； 若灯 L2 所在支路开路，d 点氖管不发光，故 B 错误； 若 c、d 两点间开路，灯泡 L2 与零线不能构成闭合电路，电路中没有电流，灯泡不会发光， 但 d 点会通过灯泡 L2 与火线间接相连，试电笔的氖管会发光，故 C 正确。 故选：C。 7．在如图所示家庭电路中，将插头插入插座，打开电视，电视不工作；闭合开关，灯泡不 亮；保持开关闭合，拔出插头，将测电笔分别插入插座两孔时氖管均发光。若电路中只 有一处故障，则故障可能是（ ） 8 A．零线上保险丝烧断 B．火线上保险丝烧断 C．灯丝烧断 D．插座短路 【分析】在家庭电路中只有一处故障时，用试电笔检测，氖管发光的接触的是火线，氖 管不发光的接触的是零线。 【解答】解： 将插头插入插座，打开电视，电视不工作；闭合开关，灯泡不亮，说明电路中存在断路 故障；若灯丝烧断，则电视机应该工作，故不可能是灯丝烧断； 保持开关闭合，拔出插头，将测电笔分别插入插座两孔时氖管均发光，插孔的左孔能使 氖管发光，说明蓝色线是通的（即插孔的左孔通过灯泡、开关与火线相连，如下图）；插 孔的右孔能使氖管发光，说明红色线是通的（即火线是完好的），综合分析可知是 A 点左 侧的零线断路（可能是零线上保险丝烧断）。 故选：A。 课时作业 8．如图所示，闭合开关 S，发现灯泡 L1 亮，L2 不亮。调节变阻器滑片 P，L1 变亮，L2 始终不 亮，出现这一现象的原因可能是（ ） 9 A．滑动变阻器断路 B．滑动变阻器短路 C．灯泡 L2 短路 D．灯泡 L2 断路 【分析】在串联电路中，若只有一个用电器工作，则电路中不能发生断路，可能是另一 个用电器发生了短路而造成的。 若发生断路，则整个电路都不会有电流，所有的用电器都不会工作。 【解答】解：A、若滑动变阻器断路，则整个电路断路，两灯都不亮，所以 A 错误； B、若滑动变阻器短路了，则滑动变阻器不会引起 L1 亮度的变化，所以 B 错误； C、若灯 L2 短路了，则 L2 不亮，L1 照常发光，所以 C 正确； D、若灯泡 L2 断路，则 L1 也不能发光，所以 D 错误。 故选：C。 9．如图是某同学做实验时的电路图。闭合开关 S 后，发现灯泡 L1、L2 均不亮，电流表示数 为零，电压表示数约等于电源电压，则该电路中的故障是（ ） A．电源正极与 a 之间断路 B．a、L1、b 之间断路 C．b、L2、c 之间断路 D．c 与电源负极之间断路 【分析】在串联电路中电流表示数为零，说明电路是开路；电压表示数等于电源电压， 说明从 b 点到电源正极、从 c 点到电源负极是通路，在 b、c 两点之间有断路。 【解答】解：A、如果电源正极与 a 之间断路，则电压表无示数，不符合题意，故 A 错； B、如果 a、L1、b 之间断路，则电压表无示数，不符合题意，故 B 错； C、如果 b、L2、c 之间断路，则电流表无示数，电压表通过灯 L1、闭合的开关、电流表和 导线接在电源的两极上，电压表的示数等于电源电压，符合题意，故 C 正确； D、如果 c 与电源负极之间断路，则电压表无示数，不符合题意，故 D 错。 故选：C。 10．在图中，闭合开关 S 时两灯都不亮，电流表指针几乎不动，而电压表指针有明显偏转， 则该电路的故障可能是（ ） 10 A．电流表坏了或未接好 B．从 a 到 L2 到 b 的电路中有短路 C．电流表、两个灯泡都坏了 D．L2 灯丝断了或灯座未接好 【分析】由电路图可知，两灯串联，电流表测电路电流，电压表测灯 L2 两端电压，根据 电路故障现象分析电路故障原因。 【解答】解：闭合开关，两灯都不亮，电路可能存在断路或灯泡发生短路； 电流表指针几乎不动，说明电路存在断路； 电压表指针明显偏转，说明电压表与电源连接相连，电压表并联电路之外电路不存在断 路，则与电压表并联的灯 L2 断路或灯座未接好。 故选：D。 11．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 【分析】首先判定电路的连接形式；根据电表的示数变化情况分清是断路还是断路，然 后在判定具体故障的位置。 【解答】解：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。 11 故选：C。 12．如图所示电路，开关 S 闭合后，两灯均发光，电压表测的是灯 L1 （选填“L1“或“L2”） 两端电压。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，则 故障可能是 L1 断路 （选填“L1 短路”、“L1 断路”或”L2 断路”）。 【分析】图中电路，两灯泡为串联，电压表测量灯泡 L1 两端的电压；两灯同时熄灭，说 明电路出现断路，电压表示数增大，说明电压表所在电路没有出现断路。 【解答】解：如图所示电路，小灯泡 L1 和 L2 的连接方式为串联；电压表测量 L1 两端的电 压； 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。 故答案为：L1；L1 断路。 13．小芳用铅笔芯制作如图所示的“模拟调光灯”。闭合开关后，左右移动回形针，小灯泡 始终不亮，为检查电路故障，小芳将电压表接到 A、B 两点，测得电压为 3.0V，则 A、B 间 断路 （短路/断路），这种故障可能的情况是 小灯泡灯丝断了 、 AB 间接触不 良 。 【分析】用电压表检测电路时，将电压表分别与各部分电路并联，若电压表的示数约等 于电源电压，则该处发生了断路。 【解答】解：闭合开关后，左右移动回形针，小灯泡始终不亮，为检查电路故障，小芳 将电压表接到 A、B 两点，测得电压为 3.0V，电压表有示数则说明有微弱电流从电源正极 经过滑动变阻器再经过电压表回到电源负极，说明变阻器是通的是好的，则 A、B 间断路； 这种故障可能的情况是小灯泡灯丝断了或者 AB 间接触不良。 故答案为：断路；小灯泡灯丝断了；AB 间接触不良。 12 14．如图所示，两只电表及导线完好，闭合开关，两只电表示数为零。现用一个完好的电阻 替换 R2，在闭合开关： ①若只有电压表示数不为零，则原来的故障是 R1、R2 都断路 ； ②若只有电流表示数不为零，则原来的故障是 R2 断路和 R1 短路 。 【分析】电路故障有断路和短路，根据电流表示数为零，可判断故障原因的断路，电压 表示数也为零则可判断 R2 一定断路，替换 R2，再根据电表示数进一步判断 R1 故障原因。 【解答】解： 由图可知，R1、R2 串联，电压表 V 测量 R1 两端电压； （1）原来两只电表示数为零，说明电路一定有断路故障； 若 R2 完好、R1 断路，则电流表无示数，而电压表通过完好的 R2 与电源串联，电压表有示 数，不符合题意，所以 R2 一定断路了，R1 是否一定是断路，还需作进一步判断； （2）用完好的电阻替换 R2，闭合电键，原来 R2 这里连通了； ①若只有电压表示数不为零，即电流表示数还是零，说明 R1 断路了，所以原来故障是 R1、 R2 都断路； ②若只有电流表示数不为零，说明 R1 没有断路，但电压表示数为零，那说明电阻 R1 短路 了（导致电压表被短路而无示数），所以原来故障是 R2 断路和 R1 短路。 故答案为：①R1、R2 都断路；②R2 断路和 R1 短路。 15．在如图所示的电路中，电源电压为 U0，且保持不变。电键 S 闭合后，电路正常工作。一 段时间后，观察到一个电压表的示数变大，再串联一个电流表，观察到电流表的示数为 0．若电阻 R1、R2 中仅有一个出现故障，请根据相关信息写出电压表的示数及相对应的故 障。 13 【分析】根据电路图可知，两电阻串并联，电压表 V1 测量电阻 R1 两端的电压，电压表 V2 测量电阻 R2 两端的电压，根据电流表和电压表的示数变化情况判断电路故障。 【解答】答：根据电路图可知，两电阻串并联，电压表 V1 测量电阻 R1 两端的电压，电压 表 V2 测量电阻 R2 两端的电压，工作一段时间后，一个电压表的示数变大， 若 V1 示数变大，故障可能为电阻 R1 断路或电阻 R2 短路，再串联一个电流表，观察到电流 表的示数为 0，则故障为 R1 断路； 若 V2 示数变大，故障可能为电阻 R2 断路或电阻 R1 短路，再串联一个电流表，观察到电流 表的示数为 0，则故障为 R2 断路。