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专题29 电路故障分析（难）2023-2024学年初中物理中考专项复习
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这是一份专题29 电路故障分析（难）2023-2024学年初中物理中考专项复习，文件包含专题29电路故障分析难原卷版docx、专题29电路故障分析难解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共24页， 欢迎下载使用。
知识梳理
1、断路
（1）故障判断：如果电路中用电器不工作（例如灯泡不亮），且电路中无电流，那么电路处于断路状态。
（2）位置判断
①将电压表与各处并联，如果电压表示数接近电源电压，则与电压表并联部分断路；
②将电流表与各处并联，如果电路其他部分可以正常工作，电流表有示数，则与电流表并联部分断路。
2、短路
（1）故障判断：串联电路中某个用电器不工作，而其他用电器可以正常工作，则不工作的用电器短路。
（2）位置判断：将电压表与各处并联，如果电压表示数为0，则与电压表并联部分短路。
3、常见电路故障
（1）用电器不工作
①串联电路：观察其它用电器能否工作，如果所有用电器均不能工作，说明某处断路；如果其它用电器仍在工作，说明该用电器被短接。
②并联电路：如果所有用电器均不能工作，说明干路发生断路；如果其他用电器仍在工作，说明该用电器所在支路断路。
（2）电压表示数为零
①电压表的两个接线柱到电源两极之间断路。
②电压表的两个接线柱之间被短接。
（3）电流表示数为零
①电流表所在电路与电源两极构成回路中存在断路。
②电流表所在电路电阻非常大，导致电流过小，电流表的指针几乎不动，例如电压表串联接在电路。
1.如图所示电路，闭合开关后，小灯泡L1和L2均不发光，电流表指针几乎不动，电压表指针有明显偏转。若电路中只有一处故障，则可能是
( )
A. L1短路B. L1断路C. L2短路D. L2断路
【答案】D
【解析】【解析】
首先判断电路连接方式为串联，电压表测两端电压；
根据有无电流判断故障类型，结合电压表判断故障对象。闭合开关后，两灯均不发光，电流表几乎不动，说明故障类型为断路，电压表明显偏转，说明电压表到电源为通路，故故障为L2断路。
2.小明利用实验探究“电流跟电阻的关系”。已知电源电压为6V且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。小欣把5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关，发现电流表无示数而电压表有示数，则电路中的故障可能是
( )
A. 电阻处短路B. 滑动变阻器处断路C. 电阻处断路D. 电流表接线松脱
【答案】C
【解析】【解析】
探究“电流跟电阻的关系”的电路如图所示：
小欣把5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关，发现电流表无示数而电压表有示数；
A.如果电阻处发生短路，则电流表有示数，与电阻并联的电压表无示数，故A不符合题意；B.如果滑动变阻器处断路，则电流表无示数，电压表无示数，故B不符合题意；C.如果电阻处发生断路，则电流表无示数，电压表有示数，故C符合题意；D.如果电流表接线松脱，则电路处于开路，电压表与电流表均无示数，故D不符合题意。故选C。
3.如图所示电路，闭合开关，甲乙两灯均发光，两电表均有示数，过一会儿，其中一个灯泡突然熄灭，一只电表示数增大，另一只电表示数减小到几乎为零，造成此现象的原因可能是( )
A. 甲灯短路B. 乙灯短路C. 甲灯断路D. 乙灯断路
【答案】B
【解析】【解析】A.如果甲灯短路，乙灯泡发光，电路中有电流，电流表有示数，电压表与电源两端相连，电压表有示数，故A不符合题意；
B.若乙灯短路，电压表也同时被短路，没有示数，甲灯泡发光，电路中有电流，电流表有示数，故B符合题意；
C.若甲灯灯断路，甲、乙灯泡都不发光，电流表没有示数，电压表与电源两端不相连，电压表没有示数，故C不符合题意；
D.若乙灯灯断路，甲、乙灯泡都不发光，电流表没有示数，电压表与电源两端相连，电压表有示数，故D不符合题意。故选B。
4.小明要测量定值电阻Rx的阻值，如图所示连接好电路并闭合开关后，发现两表示数突然都变为0，小明将一条完好导线的两端分别接到a、d接线柱上时，发现电流表有示数，电压表示数仍为0；将该导线两端分别接到c、f接线柱上时，发现电压表有示数，电流表示数仍为0，由此判断故障可能是
( )
A. c、d间断路B. a、b间断路C. f、g间断路D. e、f间断路
【答案】A
【解析】【解析】由图可知，电阻Rx与滑动变阻器串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量Rx两端的电压；闭合开关后，发现两电表示数突然都变为0，说明电路中有断路故障；若b、c间断路，此时电压表串联在电路中测量电源电压，电压表有示数，不符合题意，所以b、c间一定没有断路；他用一条导线检查电路故障，当将该导线两端分别接到a、d接线柱上，发现电流表有示数，这说明电流表、变阻器、开关和电源之间是通路，则可能是a、b间断路或c、d间断路；当将该导线两端分别接到c、f接线柱上，发现电压表有示数，说明电压表与电源是连通的，则ab间是通路，所以故障是c、d间断路，故A正确，BCD错误。
5.利用如图所示电路进行实验时，下列关于电路异常现象的解释正确的是( )
A. 电路中只要有短路故障，电压表示数就为零
B. 闭合开关S，发现电流表指针反方向摆动是由于电流太大
C. 实验中将电流表和电压表位置对调，闭合开关S，电流表会损坏
D. 实验中发现电流表示数为零，电压表示数为电源电压的原因可能是被测电阻R0断路
【答案】D
【解析】A.上图中，变阻器与定值电阻串联，电压表测定值电阻两端的电压，若滑动变阻器R短路，则电压表示数等于电源电压，故A错误；
B.闭合开关S，发现电流表指针反方向摆动是由于电流表的正负接线柱接反了，故B错误；
C.实验中将电流表和电压表位置对调，电压表串联接入电路中，由于电压表所在电路相当于是断路，则电路中无电流，电流表不会烧坏；此时电压表测量的是电源电压，故C错误；
D.实验中发现电流表示数为零，则电路可能出现了断路，若电压表示数为电源电压，这说明电压表与电源之间是接通的，则与电压表并联的支路断路了，所以故障可能是R0断路，故D正确。
故选D。
6.小明在探究“电阻一定时，电流与电压关系”的实验中，连接了如图所示的电路，正准备闭合开关，旁边的小兰急忙拦住他，说接线错了且只要改接一根导线就可以。请你帮助小明指出错误的接线以及正确的改法是( )
A. 导线①错了，应将导线①左端改接在电压表最右边的接线柱
B. 导线②错了，应将导线②上端改接在电流表中间的接线柱
C. 导线③错了，应将导线③上端改接在电压表最左边的接线柱
D. 导线④错了，应将导线④上端改接在滑动变阻器左上的接线柱
【答案】D
【解析】【分析】
本题考查探究“电阻一定时，电流与电压关系”的实验电路的正确连接。
探究“电阻一定时，电流与电压关系”的实验中，电流表应与电阻串联，电压表与电阻并联，据此分析。
【解答】
原电路中，电流表与电阻并联，电压表串联在电路中是错误的，电流表应与电阻串联，电压表与电阻并联，
故导线④错了，应将导线④上端改接在滑动变阻器左上的接线柱，如上所示，故ABC错误，D正确。
故选D。
7.如图所示电路，电源两端电压12V保持不变。下列说法中错误的是( )
A. 当开关S1闭合、S2断开，L2与L3串联，电压表V1测量L3两端电压，电压表V2测量L2两端电压
B. 当开关S1断开、S2闭合，L1与L3串联，电压表V1示数为12V
C. 当开关S1、S2断开，三个小灯泡串联，若电压表V1示数为7V，电压表V2示数为9V，则小灯泡L1两端电压为4V
D. 当开关S1闭合、S2断开，过了一段时间后，电流表示数突然增大，电压表V1变为12V、电压表V2示数变为0，则故障原因可能为L3断路
【答案】D
【解析】解：
A、当开关S1闭合、S2断开时，电流的路径只有一条，L1被短路，L2与L3串联，电压表V1与L3并联，测量L3两端电压；电压表V2与L2并联，测量L2两端电压，故A正确；
B、当开关S1断开、S2闭合，电流的路径只有一条，L2被短路，L1与L3串联，电压表V1并联到了电源的两端，测量的是电源的电压，则电压表示数为12V，故B正确；
C、当开关S1、S2断开，电流的路径只有一条，三个小灯泡串联，电压表V1测量L1、L3两端电压，电压表V2测量L1、L2两端电压；电压表V1示数为7V，根据串联电路的电压关系可知，此时L2两端电压为12V−7V=5V，电压表V2示数为9V，则小灯泡L1两端电压为9V−5V=4V，故C正确；
D、当开关S1闭合、S2断开，过了一段时间后，电流表示数突然增大，说明电路是通路，出现了短路现象；电压表V1变为12V，则电压表测量电源的电压，电压表V2示数变为0，则故障为与电压表V2并联部分短路，即L2短路，故D错误。
故选：D。
根据开关的断开和闭合情况判定电路的连接方式；根据串联电路的电压的关系分析各个灯泡两端的电压；电路的故障有两种：断路和短路。
本题考查了电路故障、测量电路的电压规律、电流是辨别，明确电路的连接方式是解题的关键。
8.在图所示的电路中，电源电压保持不变。电阻R1、滑动变阻器R2可能出现了断路故障：
①若电键S由断开到闭合时，所有电表的指针均停留在原有位置，则电路中一定发生的故障是 ________。
②若闭合电键S后，在变阻器R2的中点附近移动滑片P，只有一个电表示数不为零，则电路中的故障是________ 。
【答案】①R2(断路)；
②R1与R2均断路
【解析】略
9.如图所示电路中，电源电压为U0且保持不变。闭合开关S，电流表、电压表均有示数，电路正常工作。过了一会儿灯L熄灭，两电表指针发生同向偏转；若电路中只有一处故障，且只发生在L或R上，已知灯L和电阻R的电阻均为R0，请判断电流表A、电压表V的示数及对应的故障： 。
【答案】灯泡L断路，电流表和电压表示数都变为0(或灯泡L短路，电流表和电压表示数都变大)
【解析】解：由图知，灯泡L与电阻R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流；
灯L熄灭，且故障只能发生在灯L或电阻R上，则灯L熄灭的原因可能有以下几种情况：电阻R断路，或灯泡L断路，或灯泡L短路；
(1)如果电阻R断路，此时电压表串联在电路中，由于电压表的电阻非常大，则此时电流表示数变小，几乎是0，电压表相当于测电源电压，电压表示数会增大，两表指针偏转方向相反，不符合题意；
(2)如果灯泡L断路，则整个电路断路，此时电流表和电压表示数都变为0，两表指针偏转方向相同，符合题意；
(3)如果灯泡L短路，电路中总电阻变小，则电流表的示数增大，此时电路为电阻R的简单电路，则电阻两端的电压等于电源电压，电压表示数变大，即两个电表的示数都变大，两表指针偏转方向相同，符合题意；
故答案为：灯泡L断路，电流表和电压表示数都变为0(或灯泡L短路，电流表和电压表示数都变大)。
电路故障包括短路和断路，灯L熄灭的原因可能有以下几种情况：电阻R断路，或灯泡L断路，或灯泡L短路，根据两电表指针发生同向偏转分析。
该题考查用电压表和电流表检测电路故障，注意检测电路故障时，先根据电流表和灯泡发光情况确定电路是断路或短路，再根据电表示数变化情况确定故障的准确位置。
10.在如图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合电键S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)若灯L′发光，则可能存在的故障是：____________________________________________________________________________________________________________________。
(2)若灯L′不发光，则可能存在的故障是：__________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】(1)①L断路；②L短路；③L断路且R短路；
(2)①R断路；②R、L都断路；③R断路且L短路
【解析】【分析】
本题为电路的故障分析题，考查学生分类讨论和推理能力，对学生思维能力及思维的缜密性要求高，难度较大。
画出闭合电键前后电路的等效图，闭合电键前后，电压表指针的位置不变，灯L始终不亮：
分为2种情况，若电压表示数为0和电压表示数为电源电压，穷举所用可能的故障可能，
根据用一个完好的灯L′替换灯L，根据灯L′的发光情况分析故障的可能存在的情况。
【解答】
闭合电键前后，等效图如下1、2所示：
闭合电键前后，电压表指针的位置不变，灯L始终不亮：
分为2种情况，
Ⅰ若电压表示数为0，则灯L断路、灯L断路R短路；
Ⅱ若电压表示数为电源电压，说明电压表与电源两极连通，则R断路、灯L短路、或R断路且灯L短路；
综合ⅠⅡ两种情况，还可能有一种情况，L断路R断路；
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：
(1)如果灯L′发光，则电路为通路，R可能正常或可能短路，则可能存在的故障是：
①L断路；②L短路；③L断路且R短路；
(2)如果灯L′不发光，则R一定断路，可能是：①R断路；②R、L都断路；③R断路且L短路。
故答案为：(1)①L断路；②L短路；③L断路且R短路；(2)①R断路；②R、L都断路；③R断路且L短路。
11.如图所示电路，闭合开关S1和S2，发现两块电流表指针偏转角度相同，由此可以得出灯泡L1与L2的实际功率之比为______，电路正常工作一段时间后，三个电表中的一块电表的示数变小，另外两块电表的示数不变，经检查发现是其中的一个灯泡发生了故障。若不考虑灯丝电阻的变化，则该故障是______。
【答案】4：1 L1断路
【解析】解：由电路图可知，闭合开关S1和S2时，L1与L2并联，电流表A1测L2支路的电流，电流表A2测干路电流，电压表测电源两端的电压。
(1)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且两块电流表指针偏转角度相同，
所以，电流表A2选用的是大量程，电流表A1选用的是小量程，
因电流表指针位置相同时，大量程示数是小量程示数的5倍，
所以，通过两灯泡的电流之比：
I1I2=IA2−IA1IA1=5IA1−IA1IA1=41，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由P=UI可得，灯泡L1与L2的实际功率之比：
P1P2=UI1UI2=I1I2=41；
(2)电路正常工作一段时间后，三个电表中的一块电表的示数变小，另外两块电表的示数不变，原因是其中的一个灯泡发生了故障，
若灯泡L1短路，会造成电源短路，烧杯电流表A2，导致三电表的示数均发生变化；
若灯泡L2短路，会造成电源短路，烧坏两电流表，导致三电表的示数均发生变化；
若灯泡L1断路，电源的电压不变，通过L1的电流为零，通过L2的电流不变，则电压表V和电流表A1的示数不变，电流表A2示数变小；
若灯泡L2断路，电源的电压不变，通过L2的电流为零，通过L1的电流不变，则电压表V的示数不变，电流表A1、A2示数均变小；
综上可知，电路故障的原因是L1断路。
故答案为：4：1；L1断路。
由电路图可知，闭合开关S1和S2时，L1与L2并联，电流表A1测L2支路的电流，电流表A2测干路电流，电压表测电源两端的电压。
(1)根据并联电路的电压特点结合两块电流表指针偏转角度相同判断两电表的量程，根据指针位置相同时大量程示数是小量程示数的5倍求出通过两灯泡的电流之比，根据并联电路的电压特点和P=UI求出两灯泡的实际功率之比；
(2)由题意可知，灯泡发生了故障，可能是短路，也可能是断路，分析每个灯泡的情况找出符合题意的情况即可得出答案。
本题考查了并联电路的特点和电功率公式的应用以及电路故障的判断，正确的得出两电流表指针位置相同时示数之间的关系是关键。
12.在图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R2=2R1。闭合开关S，电压表的示数为U0，电路正常工作。一段时间后，电压表的示数变为零。已知电路中仅有一处故障，且只发生在电阻R1或R2上。现提供一个完好的电阻R3(R3=R2)来替换图示电路中的一个电阻，从而判断故障，请写出电阻R3替换的对象、闭合开关S后电压表的示数及对应的故障。______。
【答案】用R3替换R1时，若电压表示数为1.5U0，则R1短路，若电压表示数为零，则R2断路(或者，用R3替换R2时，若电压表示数为零，则R1短路，若电压表示数为U0，则R2断路)
【解析】解：由电路图可知，两电阻串联，电压表测量R1两端的电压；
由题知，电阻R2=2R1，由于“闭合开关S，电压表的示数为U0，电路正常工作”，由串联电路的电压特点和串联电路的分压原理可知，电源电压：U总=U0+2U0=3U0，
一段时间后，电压表的示数变为零，又因为“电路中仅有一处故障，且只发生在电阻R1或R2上”，所以，电路的故障可能是R1短路或R2断路。
用一个完好的电阻R3(R3=R2=2R1)来替换图示电路中的一个电阻，有2种替换方法：
①用R3替换R1时，此时R3、R2串联，若R1短路，则R2正常，由串联电路的分压原理可知此时电压表示数为12U总=1.5U0；若R2断路，整个电路断路，则电压表示数为零；
②用R3替换R2时，此时R3、R1串联，若R1短路，此时电压表也被短路，其示数为零；若R2断路，则R1正常，由串联电路的分压原理可知此时电压表示数为13U总=U0；
所以，根据电压表的示数来判断电路故障的方法为：用R3替换R1时，若电压表示数为1.5U0，则R1短路，若电压表示数为零，则R2断路；用R3替换R2时，若电压表示数为零，则R1短路，若电压表示数为U0，则R2断路。
故答案为：
用R3替换R1时，若电压表示数为1.5U0，则R1短路，若电压表示数为零，则R2断路(或者，用R3替换R2时，若电压表示数为零，则R1短路，若电压表示数为U0，则R2断路)。
由电路图可知，两电阻串联，电压表测量R1两端的电压；
根据电路中正常工作时电压表的示数利用串联电路的电压特点和串联电路的分压原理求出电源电压；
电压表无示数，可能是与电压表并联的支路短路，或与电压表并联的支路以外的电路断路了，据此分析。
本题考查了串联电路的特点和故障分析，关键要知道：电压表无示数，可能是与电压表并联的支路短路，或与电压表并联的支路以外的电路断路。
13.2016年我市发生了百年一遇的洪涝灾害，在洪涝灾害中输电线路容易出现故障，科技小组的同学通过实验探究来体验判断故障类型和位置的方法。他们用AB、CD两根长为L的长直电阻丝模拟输电线，在电阻丝的左右两侧可以安装检测电路，电阻丝单位长度的阻值为r.如图1所示，在左侧安装检测电路，其中R0为保护电阻，右侧用导线连接。线路无故障时，电压表V1示数为U，电流表示数为I。
(1)若检测电路中电流表示数为0，电压表V1示数为U，表明输电线故障为______。
(2)若检测电路中电流表示数大于I，电压表V1示数为U，表明输电线可能出现短路或形成间隙电阻。如图2所示，小组在AB、CD之间某处连接一根导线模拟输电线短路，或在另一处连接未知电阻Rx模拟输电线之间形成间隙电阻，在右侧连接电压表V2.若输电线短路，则电压表V2示数为______；若输电线之间形成间隙电阻，则电压表V2示数______。
(3)在图2中，若输电线的故障是短路，电流表的示数为I1，电压表V1的示数为U，则故障处与A端的距离为______(用r、I1、U、R0表示)。
【答案】断路 0V 小于U U−I1R02I1r
【解析】解：(1)电流表示数为0，电压表V1示数为U，说明电压表并联部分断路，即输电线断路；
(2)若输电线短路，电压表V2被短路，示数为0；
若输电线之间形成间隙电阻，电路为R0、Rx与Rx左侧电阻丝串联，电压表测Rx两端的电压，
由串联电路的分压特点可知，电压表V2示数小于电压表V1的示数U；
(3)若输电线的故障是短路，由I=UR可得，电路中的总电阻：
R=UI1，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电阻丝的阻值：
R线=R−R0=UI1−R0=U−I1R0I1，
因电阻丝单位长度的阻值为r，
所以，电阻丝的长度：
L线=R线r=U−I1R0I1r=U−I1R0I1r，
则故障处与A端的距离：
L=L线2=U−I1R02I1r。
故答案为：(1)断路；(2)0V；小于U；(3)U−I1R02I1r。
(1)电压表有示数说明两接线柱与电源之间是通路，电流表无示数说明电源板并联部分断路；
(2)若输电线短路，电压表V2被短路示数为0；若输电线之间形成间隙电阻，电路为R0、Rx与Rx左侧电阻丝串联，电压表测Rx两端的电压，根据串联电路的分压特点可知电压表V2示数与电压表V1示数之间的关系；
(3)若输电线的故障是短路，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出电阻丝的阻值，再根据电阻丝单位长度的阻值为r求出电阻丝的长度，然后除以2即为故障处与A端的距离。
本题考查了电路故障的判断和串联电路的特点以及欧姆定律的应用，要注意电阻丝的长度是故障处与A端距离的2倍。
14.甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线，已知每条输电线每千米的电阻为0.2 Ω，现输电线在某处发生了短路，为了确定短路的位置，检修员在甲地将电流表接入如图所示的电路，电压表应接在____填“AB”或“CD”)两点之间：若电压表和电流表的示数分别为4 V和0.5 A，则短路的位置距离甲地_____km．
【答案】AB 20
【解析】【分析】
(1)电压表使用时不能被短路，否则无示数；
(2)知道电表的示数，根据欧姆定律求出导线的总电阻，又知道每千米导线的电阻值，可求导线的长度，然后除以2即可求出短路位置离甲地的距离。
本题考查了学生对电流的热效应、欧姆定律的掌握和运用，知道出短路的地点离甲地的距离为导线总长度的一半是本题的关键。
【解答】
(1)图中CD为短路位置，若电压表接在CD两点之间，则电压表也被短路，电压表示数为0，不能确定短路的位置；要确定短路位置，需要测出AC、BD两输电线串联的总电阻，电压表应测总电压，所以电压表应接在AB两点之间；
(2)由I=UR可得，导线电阻：
R=UI=4V0.5A=8Ω，
则导线长度：
L=8Ω0.2Ω/km=40km，
短路位置离甲地的距离：
s=12×40km=20km。
故填：AB；20。
15.一位同学按照如图组成研究串联电路特点的电路。当闭合开关后，规格相同的两个小灯泡，L1发光，L2不发光，两电表均有明显示数。小灯泡L2不发光的原因可能是______。
【答案】灯L2短路
【解析】解：当闭合开关后，电流表有示数，即表明不可能是断路，只能是出现了短路，而此时电压表有示数，L1发光，L2不发光，故不可能灯泡L1短路，所以最有可能的就是能是L2短路了。
故答案为：灯L2短路。
此电路中，电流表有示数，即表明不可能是断路，只能是短路，而后据灯泡的发光情况判断即可。当L1亮时，L2不亮，只能是L2短路了。
据电流表是否有示数，先判断出是短路还是断路，而后据电压表的示数和灯泡的发光情况分析即可判断。
知识梳理
1、断路
（1）故障判断：如果电路中用电器不工作（例如灯泡不亮），且电路中无电流，那么电路处于断路状态。
（2）位置判断
①将电压表与各处并联，如果电压表示数接近电源电压，则与电压表并联部分断路；
②将电流表与各处并联，如果电路其他部分可以正常工作，电流表有示数，则与电流表并联部分断路。
2、短路
（1）故障判断：串联电路中某个用电器不工作，而其他用电器可以正常工作，则不工作的用电器短路。
（2）位置判断：将电压表与各处并联，如果电压表示数为0，则与电压表并联部分短路。
3、常见电路故障
（1）用电器不工作
①串联电路：观察其它用电器能否工作，如果所有用电器均不能工作，说明某处断路；如果其它用电器仍在工作，说明该用电器被短接。
②并联电路：如果所有用电器均不能工作，说明干路发生断路；如果其他用电器仍在工作，说明该用电器所在支路断路。
（2）电压表示数为零
①电压表的两个接线柱到电源两极之间断路。
②电压表的两个接线柱之间被短接。
（3）电流表示数为零
①电流表所在电路与电源两极构成回路中存在断路。
②电流表所在电路电阻非常大，导致电流过小，电流表的指针几乎不动，例如电压表串联接在电路。
1.如图所示电路，闭合开关后，小灯泡L1和L2均不发光，电流表指针几乎不动，电压表指针有明显偏转。若电路中只有一处故障，则可能是
( )
A. L1短路B. L1断路C. L2短路D. L2断路
【答案】D
【解析】【解析】
首先判断电路连接方式为串联，电压表测两端电压；
根据有无电流判断故障类型，结合电压表判断故障对象。闭合开关后，两灯均不发光，电流表几乎不动，说明故障类型为断路，电压表明显偏转，说明电压表到电源为通路，故故障为L2断路。
2.小明利用实验探究“电流跟电阻的关系”。已知电源电压为6V且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。小欣把5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关，发现电流表无示数而电压表有示数，则电路中的故障可能是
( )
A. 电阻处短路B. 滑动变阻器处断路C. 电阻处断路D. 电流表接线松脱
【答案】C
【解析】【解析】
探究“电流跟电阻的关系”的电路如图所示：
小欣把5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关，发现电流表无示数而电压表有示数；
A.如果电阻处发生短路，则电流表有示数，与电阻并联的电压表无示数，故A不符合题意；B.如果滑动变阻器处断路，则电流表无示数，电压表无示数，故B不符合题意；C.如果电阻处发生断路，则电流表无示数，电压表有示数，故C符合题意；D.如果电流表接线松脱，则电路处于开路，电压表与电流表均无示数，故D不符合题意。故选C。
3.如图所示电路，闭合开关，甲乙两灯均发光，两电表均有示数，过一会儿，其中一个灯泡突然熄灭，一只电表示数增大，另一只电表示数减小到几乎为零，造成此现象的原因可能是( )
A. 甲灯短路B. 乙灯短路C. 甲灯断路D. 乙灯断路
【答案】B
【解析】【解析】A.如果甲灯短路，乙灯泡发光，电路中有电流，电流表有示数，电压表与电源两端相连，电压表有示数，故A不符合题意；
B.若乙灯短路，电压表也同时被短路，没有示数，甲灯泡发光，电路中有电流，电流表有示数，故B符合题意；
C.若甲灯灯断路，甲、乙灯泡都不发光，电流表没有示数，电压表与电源两端不相连，电压表没有示数，故C不符合题意；
D.若乙灯灯断路，甲、乙灯泡都不发光，电流表没有示数，电压表与电源两端相连，电压表有示数，故D不符合题意。故选B。
4.小明要测量定值电阻Rx的阻值，如图所示连接好电路并闭合开关后，发现两表示数突然都变为0，小明将一条完好导线的两端分别接到a、d接线柱上时，发现电流表有示数，电压表示数仍为0；将该导线两端分别接到c、f接线柱上时，发现电压表有示数，电流表示数仍为0，由此判断故障可能是
( )
A. c、d间断路B. a、b间断路C. f、g间断路D. e、f间断路
【答案】A
【解析】【解析】由图可知，电阻Rx与滑动变阻器串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量Rx两端的电压；闭合开关后，发现两电表示数突然都变为0，说明电路中有断路故障；若b、c间断路，此时电压表串联在电路中测量电源电压，电压表有示数，不符合题意，所以b、c间一定没有断路；他用一条导线检查电路故障，当将该导线两端分别接到a、d接线柱上，发现电流表有示数，这说明电流表、变阻器、开关和电源之间是通路，则可能是a、b间断路或c、d间断路；当将该导线两端分别接到c、f接线柱上，发现电压表有示数，说明电压表与电源是连通的，则ab间是通路，所以故障是c、d间断路，故A正确，BCD错误。
5.利用如图所示电路进行实验时，下列关于电路异常现象的解释正确的是( )
A. 电路中只要有短路故障，电压表示数就为零
B. 闭合开关S，发现电流表指针反方向摆动是由于电流太大
C. 实验中将电流表和电压表位置对调，闭合开关S，电流表会损坏
D. 实验中发现电流表示数为零，电压表示数为电源电压的原因可能是被测电阻R0断路
【答案】D
【解析】A.上图中，变阻器与定值电阻串联，电压表测定值电阻两端的电压，若滑动变阻器R短路，则电压表示数等于电源电压，故A错误；
B.闭合开关S，发现电流表指针反方向摆动是由于电流表的正负接线柱接反了，故B错误；
C.实验中将电流表和电压表位置对调，电压表串联接入电路中，由于电压表所在电路相当于是断路，则电路中无电流，电流表不会烧坏；此时电压表测量的是电源电压，故C错误；
D.实验中发现电流表示数为零，则电路可能出现了断路，若电压表示数为电源电压，这说明电压表与电源之间是接通的，则与电压表并联的支路断路了，所以故障可能是R0断路，故D正确。
故选D。
6.小明在探究“电阻一定时，电流与电压关系”的实验中，连接了如图所示的电路，正准备闭合开关，旁边的小兰急忙拦住他，说接线错了且只要改接一根导线就可以。请你帮助小明指出错误的接线以及正确的改法是( )
A. 导线①错了，应将导线①左端改接在电压表最右边的接线柱
B. 导线②错了，应将导线②上端改接在电流表中间的接线柱
C. 导线③错了，应将导线③上端改接在电压表最左边的接线柱
D. 导线④错了，应将导线④上端改接在滑动变阻器左上的接线柱
【答案】D
【解析】【分析】
本题考查探究“电阻一定时，电流与电压关系”的实验电路的正确连接。
探究“电阻一定时，电流与电压关系”的实验中，电流表应与电阻串联，电压表与电阻并联，据此分析。
【解答】
原电路中，电流表与电阻并联，电压表串联在电路中是错误的，电流表应与电阻串联，电压表与电阻并联，
故导线④错了，应将导线④上端改接在滑动变阻器左上的接线柱，如上所示，故ABC错误，D正确。
故选D。
7.如图所示电路，电源两端电压12V保持不变。下列说法中错误的是( )
A. 当开关S1闭合、S2断开，L2与L3串联，电压表V1测量L3两端电压，电压表V2测量L2两端电压
B. 当开关S1断开、S2闭合，L1与L3串联，电压表V1示数为12V
C. 当开关S1、S2断开，三个小灯泡串联，若电压表V1示数为7V，电压表V2示数为9V，则小灯泡L1两端电压为4V
D. 当开关S1闭合、S2断开，过了一段时间后，电流表示数突然增大，电压表V1变为12V、电压表V2示数变为0，则故障原因可能为L3断路
【答案】D
【解析】解：
A、当开关S1闭合、S2断开时，电流的路径只有一条，L1被短路，L2与L3串联，电压表V1与L3并联，测量L3两端电压；电压表V2与L2并联，测量L2两端电压，故A正确；
B、当开关S1断开、S2闭合，电流的路径只有一条，L2被短路，L1与L3串联，电压表V1并联到了电源的两端，测量的是电源的电压，则电压表示数为12V，故B正确；
C、当开关S1、S2断开，电流的路径只有一条，三个小灯泡串联，电压表V1测量L1、L3两端电压，电压表V2测量L1、L2两端电压；电压表V1示数为7V，根据串联电路的电压关系可知，此时L2两端电压为12V−7V=5V，电压表V2示数为9V，则小灯泡L1两端电压为9V−5V=4V，故C正确；
D、当开关S1闭合、S2断开，过了一段时间后，电流表示数突然增大，说明电路是通路，出现了短路现象；电压表V1变为12V，则电压表测量电源的电压，电压表V2示数变为0，则故障为与电压表V2并联部分短路，即L2短路，故D错误。
故选：D。
根据开关的断开和闭合情况判定电路的连接方式；根据串联电路的电压的关系分析各个灯泡两端的电压；电路的故障有两种：断路和短路。
本题考查了电路故障、测量电路的电压规律、电流是辨别，明确电路的连接方式是解题的关键。
8.在图所示的电路中，电源电压保持不变。电阻R1、滑动变阻器R2可能出现了断路故障：
①若电键S由断开到闭合时，所有电表的指针均停留在原有位置，则电路中一定发生的故障是 ________。
②若闭合电键S后，在变阻器R2的中点附近移动滑片P，只有一个电表示数不为零，则电路中的故障是________ 。
【答案】①R2(断路)；
②R1与R2均断路
【解析】略
9.如图所示电路中，电源电压为U0且保持不变。闭合开关S，电流表、电压表均有示数，电路正常工作。过了一会儿灯L熄灭，两电表指针发生同向偏转；若电路中只有一处故障，且只发生在L或R上，已知灯L和电阻R的电阻均为R0，请判断电流表A、电压表V的示数及对应的故障： 。
【答案】灯泡L断路，电流表和电压表示数都变为0(或灯泡L短路，电流表和电压表示数都变大)
【解析】解：由图知，灯泡L与电阻R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流；
灯L熄灭，且故障只能发生在灯L或电阻R上，则灯L熄灭的原因可能有以下几种情况：电阻R断路，或灯泡L断路，或灯泡L短路；
(1)如果电阻R断路，此时电压表串联在电路中，由于电压表的电阻非常大，则此时电流表示数变小，几乎是0，电压表相当于测电源电压，电压表示数会增大，两表指针偏转方向相反，不符合题意；
(2)如果灯泡L断路，则整个电路断路，此时电流表和电压表示数都变为0，两表指针偏转方向相同，符合题意；
(3)如果灯泡L短路，电路中总电阻变小，则电流表的示数增大，此时电路为电阻R的简单电路，则电阻两端的电压等于电源电压，电压表示数变大，即两个电表的示数都变大，两表指针偏转方向相同，符合题意；
故答案为：灯泡L断路，电流表和电压表示数都变为0(或灯泡L短路，电流表和电压表示数都变大)。
电路故障包括短路和断路，灯L熄灭的原因可能有以下几种情况：电阻R断路，或灯泡L断路，或灯泡L短路，根据两电表指针发生同向偏转分析。
该题考查用电压表和电流表检测电路故障，注意检测电路故障时，先根据电流表和灯泡发光情况确定电路是断路或短路，再根据电表示数变化情况确定故障的准确位置。
10.在如图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合电键S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)若灯L′发光，则可能存在的故障是：____________________________________________________________________________________________________________________。
(2)若灯L′不发光，则可能存在的故障是：__________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】(1)①L断路；②L短路；③L断路且R短路；
(2)①R断路；②R、L都断路；③R断路且L短路
【解析】【分析】
本题为电路的故障分析题，考查学生分类讨论和推理能力，对学生思维能力及思维的缜密性要求高，难度较大。
画出闭合电键前后电路的等效图，闭合电键前后，电压表指针的位置不变，灯L始终不亮：
分为2种情况，若电压表示数为0和电压表示数为电源电压，穷举所用可能的故障可能，
根据用一个完好的灯L′替换灯L，根据灯L′的发光情况分析故障的可能存在的情况。
【解答】
闭合电键前后，等效图如下1、2所示：
闭合电键前后，电压表指针的位置不变，灯L始终不亮：
分为2种情况，
Ⅰ若电压表示数为0，则灯L断路、灯L断路R短路；
Ⅱ若电压表示数为电源电压，说明电压表与电源两极连通，则R断路、灯L短路、或R断路且灯L短路；
综合ⅠⅡ两种情况，还可能有一种情况，L断路R断路；
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：
(1)如果灯L′发光，则电路为通路，R可能正常或可能短路，则可能存在的故障是：
①L断路；②L短路；③L断路且R短路；
(2)如果灯L′不发光，则R一定断路，可能是：①R断路；②R、L都断路；③R断路且L短路。
故答案为：(1)①L断路；②L短路；③L断路且R短路；(2)①R断路；②R、L都断路；③R断路且L短路。
11.如图所示电路，闭合开关S1和S2，发现两块电流表指针偏转角度相同，由此可以得出灯泡L1与L2的实际功率之比为______，电路正常工作一段时间后，三个电表中的一块电表的示数变小，另外两块电表的示数不变，经检查发现是其中的一个灯泡发生了故障。若不考虑灯丝电阻的变化，则该故障是______。
【答案】4：1 L1断路
【解析】解：由电路图可知，闭合开关S1和S2时，L1与L2并联，电流表A1测L2支路的电流，电流表A2测干路电流，电压表测电源两端的电压。
(1)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且两块电流表指针偏转角度相同，
所以，电流表A2选用的是大量程，电流表A1选用的是小量程，
因电流表指针位置相同时，大量程示数是小量程示数的5倍，
所以，通过两灯泡的电流之比：
I1I2=IA2−IA1IA1=5IA1−IA1IA1=41，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由P=UI可得，灯泡L1与L2的实际功率之比：
P1P2=UI1UI2=I1I2=41；
(2)电路正常工作一段时间后，三个电表中的一块电表的示数变小，另外两块电表的示数不变，原因是其中的一个灯泡发生了故障，
若灯泡L1短路，会造成电源短路，烧杯电流表A2，导致三电表的示数均发生变化；
若灯泡L2短路，会造成电源短路，烧坏两电流表，导致三电表的示数均发生变化；
若灯泡L1断路，电源的电压不变，通过L1的电流为零，通过L2的电流不变，则电压表V和电流表A1的示数不变，电流表A2示数变小；
若灯泡L2断路，电源的电压不变，通过L2的电流为零，通过L1的电流不变，则电压表V的示数不变，电流表A1、A2示数均变小；
综上可知，电路故障的原因是L1断路。
故答案为：4：1；L1断路。
由电路图可知，闭合开关S1和S2时，L1与L2并联，电流表A1测L2支路的电流，电流表A2测干路电流，电压表测电源两端的电压。
(1)根据并联电路的电压特点结合两块电流表指针偏转角度相同判断两电表的量程，根据指针位置相同时大量程示数是小量程示数的5倍求出通过两灯泡的电流之比，根据并联电路的电压特点和P=UI求出两灯泡的实际功率之比；
(2)由题意可知，灯泡发生了故障，可能是短路，也可能是断路，分析每个灯泡的情况找出符合题意的情况即可得出答案。
本题考查了并联电路的特点和电功率公式的应用以及电路故障的判断，正确的得出两电流表指针位置相同时示数之间的关系是关键。
12.在图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R2=2R1。闭合开关S，电压表的示数为U0，电路正常工作。一段时间后，电压表的示数变为零。已知电路中仅有一处故障，且只发生在电阻R1或R2上。现提供一个完好的电阻R3(R3=R2)来替换图示电路中的一个电阻，从而判断故障，请写出电阻R3替换的对象、闭合开关S后电压表的示数及对应的故障。______。
【答案】用R3替换R1时，若电压表示数为1.5U0，则R1短路，若电压表示数为零，则R2断路(或者，用R3替换R2时，若电压表示数为零，则R1短路，若电压表示数为U0，则R2断路)
【解析】解：由电路图可知，两电阻串联，电压表测量R1两端的电压；
由题知，电阻R2=2R1，由于“闭合开关S，电压表的示数为U0，电路正常工作”，由串联电路的电压特点和串联电路的分压原理可知，电源电压：U总=U0+2U0=3U0，
一段时间后，电压表的示数变为零，又因为“电路中仅有一处故障，且只发生在电阻R1或R2上”，所以，电路的故障可能是R1短路或R2断路。
用一个完好的电阻R3(R3=R2=2R1)来替换图示电路中的一个电阻，有2种替换方法：
①用R3替换R1时，此时R3、R2串联，若R1短路，则R2正常，由串联电路的分压原理可知此时电压表示数为12U总=1.5U0；若R2断路，整个电路断路，则电压表示数为零；
②用R3替换R2时，此时R3、R1串联，若R1短路，此时电压表也被短路，其示数为零；若R2断路，则R1正常，由串联电路的分压原理可知此时电压表示数为13U总=U0；
所以，根据电压表的示数来判断电路故障的方法为：用R3替换R1时，若电压表示数为1.5U0，则R1短路，若电压表示数为零，则R2断路；用R3替换R2时，若电压表示数为零，则R1短路，若电压表示数为U0，则R2断路。
故答案为：
用R3替换R1时，若电压表示数为1.5U0，则R1短路，若电压表示数为零，则R2断路(或者，用R3替换R2时，若电压表示数为零，则R1短路，若电压表示数为U0，则R2断路)。
由电路图可知，两电阻串联，电压表测量R1两端的电压；
根据电路中正常工作时电压表的示数利用串联电路的电压特点和串联电路的分压原理求出电源电压；
电压表无示数，可能是与电压表并联的支路短路，或与电压表并联的支路以外的电路断路了，据此分析。
本题考查了串联电路的特点和故障分析，关键要知道：电压表无示数，可能是与电压表并联的支路短路，或与电压表并联的支路以外的电路断路。
13.2016年我市发生了百年一遇的洪涝灾害，在洪涝灾害中输电线路容易出现故障，科技小组的同学通过实验探究来体验判断故障类型和位置的方法。他们用AB、CD两根长为L的长直电阻丝模拟输电线，在电阻丝的左右两侧可以安装检测电路，电阻丝单位长度的阻值为r.如图1所示，在左侧安装检测电路，其中R0为保护电阻，右侧用导线连接。线路无故障时，电压表V1示数为U，电流表示数为I。
(1)若检测电路中电流表示数为0，电压表V1示数为U，表明输电线故障为______。
(2)若检测电路中电流表示数大于I，电压表V1示数为U，表明输电线可能出现短路或形成间隙电阻。如图2所示，小组在AB、CD之间某处连接一根导线模拟输电线短路，或在另一处连接未知电阻Rx模拟输电线之间形成间隙电阻，在右侧连接电压表V2.若输电线短路，则电压表V2示数为______；若输电线之间形成间隙电阻，则电压表V2示数______。
(3)在图2中，若输电线的故障是短路，电流表的示数为I1，电压表V1的示数为U，则故障处与A端的距离为______(用r、I1、U、R0表示)。
【答案】断路 0V 小于U U−I1R02I1r
【解析】解：(1)电流表示数为0，电压表V1示数为U，说明电压表并联部分断路，即输电线断路；
(2)若输电线短路，电压表V2被短路，示数为0；
若输电线之间形成间隙电阻，电路为R0、Rx与Rx左侧电阻丝串联，电压表测Rx两端的电压，
由串联电路的分压特点可知，电压表V2示数小于电压表V1的示数U；
(3)若输电线的故障是短路，由I=UR可得，电路中的总电阻：
R=UI1，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电阻丝的阻值：
R线=R−R0=UI1−R0=U−I1R0I1，
因电阻丝单位长度的阻值为r，
所以，电阻丝的长度：
L线=R线r=U−I1R0I1r=U−I1R0I1r，
则故障处与A端的距离：
L=L线2=U−I1R02I1r。
故答案为：(1)断路；(2)0V；小于U；(3)U−I1R02I1r。
(1)电压表有示数说明两接线柱与电源之间是通路，电流表无示数说明电源板并联部分断路；
(2)若输电线短路，电压表V2被短路示数为0；若输电线之间形成间隙电阻，电路为R0、Rx与Rx左侧电阻丝串联，电压表测Rx两端的电压，根据串联电路的分压特点可知电压表V2示数与电压表V1示数之间的关系；
(3)若输电线的故障是短路，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出电阻丝的阻值，再根据电阻丝单位长度的阻值为r求出电阻丝的长度，然后除以2即为故障处与A端的距离。
本题考查了电路故障的判断和串联电路的特点以及欧姆定律的应用，要注意电阻丝的长度是故障处与A端距离的2倍。
14.甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线，已知每条输电线每千米的电阻为0.2 Ω，现输电线在某处发生了短路，为了确定短路的位置，检修员在甲地将电流表接入如图所示的电路，电压表应接在____填“AB”或“CD”)两点之间：若电压表和电流表的示数分别为4 V和0.5 A，则短路的位置距离甲地_____km．
【答案】AB 20
【解析】【分析】
(1)电压表使用时不能被短路，否则无示数；
(2)知道电表的示数，根据欧姆定律求出导线的总电阻，又知道每千米导线的电阻值，可求导线的长度，然后除以2即可求出短路位置离甲地的距离。
本题考查了学生对电流的热效应、欧姆定律的掌握和运用，知道出短路的地点离甲地的距离为导线总长度的一半是本题的关键。
【解答】
(1)图中CD为短路位置，若电压表接在CD两点之间，则电压表也被短路，电压表示数为0，不能确定短路的位置；要确定短路位置，需要测出AC、BD两输电线串联的总电阻，电压表应测总电压，所以电压表应接在AB两点之间；
(2)由I=UR可得，导线电阻：
R=UI=4V0.5A=8Ω，
则导线长度：
L=8Ω0.2Ω/km=40km，
短路位置离甲地的距离：
s=12×40km=20km。
故填：AB；20。
15.一位同学按照如图组成研究串联电路特点的电路。当闭合开关后，规格相同的两个小灯泡，L1发光，L2不发光，两电表均有明显示数。小灯泡L2不发光的原因可能是______。
【答案】灯L2短路
【解析】解：当闭合开关后，电流表有示数，即表明不可能是断路，只能是出现了短路，而此时电压表有示数，L1发光，L2不发光，故不可能灯泡L1短路，所以最有可能的就是能是L2短路了。
故答案为：灯L2短路。
此电路中，电流表有示数，即表明不可能是断路，只能是短路，而后据灯泡的发光情况判断即可。当L1亮时，L2不亮，只能是L2短路了。
据电流表是否有示数，先判断出是短路还是断路，而后据电压表的示数和灯泡的发光情况分析即可判断。
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