高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 闭合电路的欧姆定律随堂练习题

 6　闭合电路中的故障分析

1．[2023·河北唐山市高二上联考]A、B、C、D四只灯泡的额定电压均为110 V，额定功率相等，如图所示，接到220 V电源上，闭合K时各灯泡正常发光，若K断开，则(　　)

A．C、D正常发光

B．B、C、D正常发光

C．C灯被烧毁

D．B、C、D均被烧毁

2．[2023·山西高二上联考]如图所示的电路中，闭合开关，灯L1、L2正常发光．由于电路出现故障，突然发现L1变暗，L2变亮，电流表的读数变小．若只有一处故障，请分析发生的故障的可能是(　　)

A．R1短路        B．R2断路

C．R3短路        D．R4短路

3．[2023·山西运城高二联考]如图所示的电路中，闭合开关S后，灯L1和L2都正常发光，后来由于某种故障灯L2突然变亮，电压表读数减小，由此推断，这种故障可能是(　　)

A．L1灯丝烧断

B．电阻R2断路

C．电阻R2短路

D．电容器被击穿短路

4．[2023·江苏无锡宜兴中学期中]如图所示的电路中，A灯和B灯原来都是正常发光的，现在A灯突然比原来暗了些，B灯比原来亮了些，则电路中出现的故障可能是(　　)

A．R1、R2同时短路       B．R1短路

C．R3断路          D．R2断路

[答题区]

专项6　闭合电路中的故障分析

1．答案：C

解析：设一个灯泡电阻为R，断开S，电路中灯泡B、D并联后再与灯泡C串联，由于灯泡B、D电阻相同，灯泡B、D并联后电阻RBD＝，根据欧姆定律可知，串联电路的电压与电阻成正比，灯泡C两端电压等于灯泡B、D并联部分电压的2倍，即UC＝2UBD，又因为UC＋UBD＝220 V，可得UC≈147 V，UBD≈73 V，故灯泡C两端电压大于额定电压110 V，灯泡C会被烧毁．灯泡C被烧毁后，灯泡B、D中也没有电流，灯泡B、D虽不会烧毁，但也不发光．故A、B、D错误，C正确．故选C.

2．答案：B

解析：发生故障前，等效电路如图所示．

若R1短路，灯L1被短路不亮，不符合题意，故A错误；若R2断路，则电路中总电阻增大，电路中的总电流减小，左侧部分并联电阻没有变，则左侧电压将减小，可知L1应变暗，根据闭合电路欧姆定律可知右侧并联部分两端的电压增大，灯L2电流变大，功率变大，灯L2应变亮，根据并联分流可得流过电流表的电流减小，所以电流表的读数变小，故B正确；如果R3发生短路，电路中的总电阻变小，总电流变大，左侧并联电路的电阻没有发生变化，灯L1变亮，故C错误；若R4短路，则电路中总电阻减小，电路中总电流增大，左侧并联部分总电阻没有变，则L1上的电压将增大，可知L1应变亮，故D错误．

3．答案：D

解析：由闭合电路欧姆定律U＝E－Ir可知，若U变小，则电流I将增大，再由I＝可知，R将减小，所以不可能是灯L1和电阻R1断路，所以A、B错误；因此可能发生了短路故障，若电阻R2短路，则灯L2随之也被短路而熄灭，所以C错误，显然若电容器被击穿短路，会导致电压表读数变小、灯L2变亮，所以D正确．故选D.

4．答案：D

解析：若R1、R2同时短路，则B灯不亮，A不符合题意；若R1短路，则外电路电阻减小，干路电流I增大，路端电压U减小，通过R3的电流I3减小，通过A灯的电流IA＝I－I3，则IA增大，UA增大，A灯变亮，B灯两端的电压UB＝U－UA，则UB减小，B灯变暗，B不符合题意；若滑动变阻器R3断路，则外电路总电阻增大，干路电流I减小，路端电压增大，A、B灯都变亮，C不符合题意；若R2断路，则外电路总电阻增大，干路电流I减小，路端电压U增大，通过R3的电流I3增大，通过A灯的电流IA＝I－I3减小，A灯变暗，B灯两端的电压UB＝U－IA(RA＋R1)，则UB增大，B灯变亮，D符合题意．