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  • 2021-05-25 发布

2020学年高中物理(课堂同步系列一)每日一题 电路故障问题(含解析)新人教版选修3-1

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电路故障问题 ‎ 高考频度:★★☆☆☆‎ 难易程度:★★★☆☆‎ 如图是某同学连接的实验实物图,合上开关S后,发现A、B灯都不亮,他采用下列两种方法检查故障:‎ ‎(1)用多用电表的直流电压挡进行检查。‎ ‎①那么选择开关应置于下列量程的________挡。(用字母序号表示)‎ A.2.5 V B.10 V C.50 V D.250 V ‎②在测试a、b间直流电压时,红表笔应接触________。(选填“a”或“b”)‎ ‎③该同学测试结果如下表所示,根据测试结果,可以判定故障是_____________。(假设只有下列中的某一项有故障)‎ 测试点 电压示数 a、b 有示数 c、b 有示数 c、d 无示数 d、f 有示数 A.灯A断路 B.灯B短路 C.c、d段断路 D.d、f段断路 ‎(2)用欧姆挡检查。‎ ‎①测试前,应将开关S________。(选填“断开”或“闭合”)‎ ‎②测试结果如下表所示,由此可以断定故障是________。‎ 测试点 表头指示位置 c、d d、e e、f A.灯A断路 B.灯B断路 C.灯A、B都断路 D.d、e间导线断路 ‎【参考答案】(1)①B ②a ③D (2)①断开 ②D ‎【试题解析】(1)用多用电表的直流电压挡进行测量时,实质上是用电压表测量,而电压表内阻很大,若并联在断路处(设有一处发生断路)时,电路接通电压表示数应为电源的电动势,并联在未断路处时,示数为零。因此,用多用电表的直流电压挡进行检查电路时,电压表的量程必须大于电源的电动势,为了示数明显,量程不宜过大,本题中电源的电动势为6 V,故选10 V量程即可。测试时红表笔应接电势高的a点。根据测试结果,a、b间有示数,说明b→电源→a完好;c、b间有示数,说明b→电源→a→c完好;c、d间无示数,说明c→灯→d间完好;d、f间有示数,说明f→b→a→c→d完好,故应是d、f段断路,另外,若灯B短路,则d、f间应无示数。‎ ‎(2)用欧姆挡检查时,测试前应首先将开关S断开。根据表针偏转情况,接c、d时有示数,说明不是灯A断路;接e、f时有示数,说明也不是灯B断路;接d、e时有电阻无穷大,可以断定是d、e间导线断路。‎ ‎【名师点睛】短路的特点:短路部分有电流而电压为零;被短路的用电器不工作;与之串联的用电器工作电流增大。断路的特点:断路部分的电压不为零而电流为零。‎ ‎【知识补给】‎ 电路故障分析 ‎1.故障特点 ‎(1)断路特点:表现为电源电压不为零而电流为零;如果外电路中两点间的电压不为零而电流为零,则说明这两点间有断点,而这两点与电源的连接部分没有断点。‎ ‎(2)短路特点:用电器或电阻发生短路,表现为有电流通过电路但它两端电压为零。‎ ‎2.检查方法 ‎(1)电压表检测:如果电压表示数为零,则说明可能在并联路段之外有断路,或并联路段短路。‎ ‎(2)电流表检测:当电路中接有电源时,可用电流表测量各部分电路上的电流,通过对电流值的分析,可以确定故障的位置。在运用电流表检测时,一定要注意电流表的极性和量程。‎ ‎(3)欧姆表检测:当测量值很大时,表示该处是断路,当测量值很小或为零时,表示该处是短路。在运用欧姆表检测时,电路一定要切断电源。‎ ‎(4)假设法:将整个电路划分为若干部分,然后逐一假设某部分电路发生某种故障,运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行推理。‎ 某学生在研究串联电路电压特点时,接成如图所示电路,接通K后,他将高内阻的电压表并联在A、C两点间时,电压表读数为U;当并联在A、B两点间时,电压表读数也为U;当并联在B、C两点间时,电压表读数为零,则出现此种情况的原因可能是(R1、R2阻值相差不大)‎ A.AB段断路 B.BC段断路 C.AB段短路 D.BC段短路 ‎(2020·云南峨山彝族自治县高二期末)用电压表检查如图所示电路的故障,如图所示,分别测得Uad=‎ ‎5.0 V,Ucd=0,Uab=5.0 V,则此故障可能是 A.L断路 B.R断路 C.R′断路 D.S断路 如图所示,开关S闭合电灯不亮,为了检查图中电路故障,现用一根导线进行判断,当导线连接BC时,灯不亮;当导线连接CD时,灯也不亮;当导线连接DE时,灯亮了。则电路故障原因是 A.电阻R断路 B.电灯L断路 C.R、L同时断路 D.变阻器断路 ‎(2020·广东深圳市罗湖区深圳第二实验学校高二月考)如图所示的电路中,闭合电键,灯、正常发光,由于电路出现故障,突然发现灯变亮,灯变暗,电流表的读数变小,根据分析,发生的故障可能是 A.断路 B.断路 C.短路 D.短路 ‎(2020·新疆生产建设兵团第十师北屯高级中学高三期中)如图所示的电路中,开关闭合,灯L1、L2正常发光,由于电路出现故障,灯L1突然变亮,灯L2变暗,电流表的读数变小,则发生的故障可能是 A.R1断路 B.R2断路 C.R3断路 D.R4断路 如图所示,电流表读数为‎0.75 A,电压表读数为2 V,R3为4 Ω。若某一电阻发生断路,则两电表的读数分别变为‎0.8 A和3.2 V。(电压表、电流表为理想电表)‎ ‎(1)试分析哪个电阻发生断路;‎ ‎(2)求电源的电动势和内电阻各为多少;‎ ‎(3)求上述电阻断路时,电源的效率为多少。‎ ‎【参考答案】‎ AD 若AB断路,则AB间与AC间电压相等,BC间电压为零,故A对;若BC断路,则AB间电压为零,故B不符合题意,B错;若AB段短路,则AB间电压为零,C不符合题意,C错;若BC段短路,则AB与AC电压相等,BC间电压为零,D对。‎ B 由于Uad=5.0 V,电压表测的是外电路总电压,说明电键S是好的,用电压表测量得到Uab=5.0 V,说明从b到c到d这一部分电路是通的,故障可能出现在ab之间,由于Ucd=0 V,说明故障在a到c之间,所以故障一定是R断路,所以B 正确。故选B。‎ ‎【名师点睛】本题是对电路故障的分析,当电路中有电流,能组成闭合的回路的时候,电压表就会有示数,否则,电压表就没有示数。‎ 大;则两端电压减小,则变暗;同时路中电阻减小,则电流表示数也将增大;故不符合题意,故C错误。若短路,则电路中总电阻减小,电路中电流增大;变亮;两端的电压减小,故变暗;而电流表所在支路,电阻减小,则电流增大;故的示数增大。‎ A 若R1断路,总外电阻变大,总电流减小,L1两端电压变大,L1变亮;根据串联电路分压规律可知:右侧并联电路的电压减小,通过L2、R4的电流都减小,L2变暗,电流表的读数变小。符合题意。故A正确。若R2断路,电路中没有电流,两灯都不亮,与题不符,故B错误。若R3断路,总外电阻变大,总电流减小,L1两端电压变小,L1变亮暗;根据串联电路分压规律可知:R4的电压增大,电流表的读数变大,L2不亮,不符合题意。故C错误。若R4断路,总外电阻变大,总电流减小,‎ L1两端电压变小,L1变亮暗;根据串联电路分压规律可知:电流表的读数为零,不符合题意。故D错误。‎ ‎【点睛】本题是电路中动态变化分析问题,首先要识别电路的结构,其次按照“局部→整体→局部”的思路进行分析.注意某电阻断路相当电阻变为无穷大.‎ ‎(1)发生断路 (2)4 V 1 Ω (3)80%‎ ‎(1)若断路则电流表的读数将变为零,若断路则电压表的读数将变为零,由题意可知,某一电阻断路后,电压表、电流表还有读数,故只能是发生断路 ‎(2)断路时:‎ 且有:,即①‎ 电源总功率为:‎ 则此时电源的效率为: ‎