题型04 电路的识别与设计 电路故障判断-备战2025年中考物理高频题型归纳与训练（全国通用）

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电路设计和创新是历年中考重要命题点，这一知识的考查能够体现灵活运用所学的物理知识解决问题的能力,有利于能力的培养,考查的题型为选择题和作图题。
电路故障分析问题是指电路中某个位置出现了不正常的现象，导致用电器不能工作或损坏电路，通过电路分析可以找到故障的原因。这类问题一般在选择题和实验探究题中出现。
►考向一 电路的识别与设计
角度1 电路的识别
1．（2024·江苏徐州）如图所示电路，闭合开关，电路所处的状态是（ ）
A．通路B．断路C．短路D．无法判断
【答案】C
【解析】由题图可知，当开关闭合时，相当于一根导线直接接在电源的两端，此时电路短路，电源可能被烧坏。故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
2．（2024·广西）下图是水果电池和发光二极管（）组成的电路。下列电路图与其对应的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】D
【解析】水果电池相当于电源，由图可知，电路中电池和发光二极管串联，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
3．（2024·陕西）如图，电源电压不变。闭合开关和，小灯泡和均正常发光，电流表有示数。下列分析正确的是（ ）
A．小灯泡和串联
B．若断开开关，电流表示数会变小
C．若小灯泡比亮，原因是小灯泡两端的电压比两端的电压大
D．若只闭合开关，电路中只有小灯泡发光
【答案】B
【解析】A．根据实物图可知，电流有两条路径回到电源负极，可知小灯泡和并联，故A错误；
B．根据实物图可知，由于小灯泡和并联，电流表测干路的电流，若断开开关，小灯泡所在的这条支路的电流为0，则电流表示数会变小，故B正确；
C．根据实物图可知，小灯泡和并联，所以小灯泡和两端的电压相等，故C错误；
D．根据实物图可知，开关S2控制小灯泡所在的支路，所以只闭合开关，电路断路，两个灯泡都不亮，故D错误。
故选B。
4．（2024·四川眉山）如图所示电路，闭合开关、，小灯泡和均正常发光，电流表和电压表均有示数。下列关于电路分析正确的是（ ）
A．小灯泡和串联
B．电流表测量电路的总电流
C．若只断开，小灯泡熄灭，正常发光
D．若灯突然熄灭，是因为电压表发生断路
【答案】C
【解析】由图可知，灯L1与灯L2并联，开关S2控制干路，灯L1与开关S1在一条支路，灯L2与电流表串联在另一条支路中，电压表并联在灯L1的电压；
A．由图可知，闭合开关S1、S2，灯L1和L2并联，故A错误；
B．由图可知，电流表与灯L2在一条支路上，所以电流表测量流过灯L2支路的电流，故B错误；
C．由图可知，灯L1与L2并联，若只断开开关S1，灯L1熄灭，而灯泡L2不受影响，故C正确；
D．由图可知，若电压表发生断路，灯L1仍正常发光，故D错误。
故选C。
5．（2024·四川广安）LED灯已广泛应用于展示台装饰、居家照明、城市夜景美化等，制作LED灯的材料是 （选填“半导体”或“超导体”）。如图为某学校电子屏中滚动播放的标语，其显示屏中的“增”字有一部分未显示出来，其它部分正常发光，由此可知，未发光部分与其它部分建设和谐校园之间是 联的。
【答案】 半导体 并
【解析】[1]导电能力介于导体和绝缘体之间的材料叫半导体，半导体是制作二极管、三极管的材料，常用在电子元件上，LED灯中的发光二极管由半导体材料制成。
[2]其显示屏中的“增”字有一部分未显示曾强文明意识出来，其它部分正常发光，因此可知，未发光部分与其它部分是独立工作，互不影响的，故未发光部分与其它部分建设和谐校园之间是并联的。
6．（2024·四川自贡）在图所示的电路图中，闭合开关S1、S3，断开开关S2，则小灯泡L1、L2是 （选填“串”或“并”）联；若同时闭合开关S1、S2、S3，则会造成电路 。
【答案】 并 短路
【解析】[1]由图可知，当闭合开关S1、S3，断开开关S2，电流分成两条支路分别通过两个灯泡，则小灯泡L1、L2是并联的。
[2]若同时闭合开关S1、S2、S3，电流从电源正极不经过用电器直接回到负极，会造成电路短路，烧毁电源。
角度2 电路的设计
7．（2024·四川遂宁）图中的电动独轮车依靠电力驱动，低碳环保。当电源开关S闭合时指示灯亮起，独轮车处于待机状态，当人站在独轮车上时开关自动闭合，电动机工作，独轮车才开始运动。下列电路设计符合上述要求的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【解析】当电源开关S闭合时指示灯亮起，独轮车处于待机状态，当人站在独轮车上时开关自动闭合，电动机工作，独轮车才开始运动，说明指示灯和电动机并联，可以独立工作，同时开关S处在干路，开关处在电动机所在支路，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
8．（2024·四川广安）党的二十大报告指出“必须坚持科技是第一生产力”。某学校为了培养学生的科学素养，开展了STEM科创教育，在此期间，科创小组自制了“冰淇淋自动售货机”。该作品可以通过扫码（该开关闭合）或投币（该开关闭合）完成自动出售服务；当光线较暗时，光控开关闭合，还可以提供照明。下列电路设计符合该要求的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】D
【解析】由题意可知，闭合开关扫码或闭合开关投币都能启动电动机，故开关扫码和投币应并联共同控制电动机；在光线较暗时，光控开关自动闭合，接通灯泡照明，则灯泡由光控开关控制，且与电动机并联。综上所述，图D符合要求，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
9．（2024·重庆）家用电动窗帘的电路主要由电源指示灯L和电动机M组成。先闭合开关，电源指示灯L亮；再闭合开关，电动机M工作拉动窗帘。当断开时，电动机M不能工作。如图所示电路中符合要求的电路是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B
【解析】由题意，先闭合开关S1，电源指示灯L亮；再闭合开关S2，电动机M工作拉动窗帘。当S1断开时，电动机M不能工作，可知S1是总开关，S2只控制电动机所在电路，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
10．（2024·黑龙江鸡西）如图为封闭小区常见的智能门禁系统，住户可以通过刷卡或人脸识别进入小区，当门禁系统接通电源后，指示灯发光。住户刷卡或人脸识别成功时（相当于分别闭合对应的开关），电动机工作，控制门打开。下列关于门禁系统的简化电路设计合理的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B
【解析】由题可知，人脸识别、刷卡识别，只要其中一种方式识别成功，则相应开关闭合从而使电动机启动工作，所以两个开关应并联，再与电动机串联在电源上；灯泡与电动机能独立工作，是并联的。
故选B。
11．（2024·江苏苏州）常用智能手机是通过指纹开关S1或密码开关S2来解锁的，若其中任一方式解锁失败后，锁定开关S3均会断开而暂停手机解锁功能，S3将在一段时间后自动闭合而恢复解锁功能．若用灯泡L发光模拟手机解锁成功，则符合要求的模拟电路是
A．B．
C．D．
【答案】C
【解析】由题意知开关S1或开关S2均可接通电路，所以S1、S2并联，开关S3断开手机解锁功能暂停，说明S3位于电路干路．故C项符合题意；
12．（2024·江苏无锡）电冰箱冷藏室中的照明灯L由门控开关控制，压缩机（电动机）由温控开关控制，要求照明灯和压缩机既能单独工作又能同时工作，下列电路中符合上述特点的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】A
【解析】由题意可知，电动机和灯泡并联，各个支路各有一个开关。
A．图中灯泡和电动机并联，开关S1控制灯泡，开关S2控制电动机，故A符合题意；
B．图中灯泡和电动机并联，开关S1在干路中，只闭合开关S2，电动机不工作，故B不符合题意；
CD．图中灯泡和电动机串联，只有两个开关都闭合时，电动机和灯泡都工作，故CD不符合题意。
故选A。
13．（2024·天津）某兴趣小组要为居家老人设计一个“应急呼叫器”电路，要求：开关断开时，电灯和电铃均不工作；开关闭合时，灯亮铃响，即使电灯因断路不亮，电铃仍可工作。如图所示的电路中，符合设计要求的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【解析】开关断开时，电灯和电铃均不工作，说明开关设在干路上控制所有用电器；开关闭合时，灯亮铃响，即使电灯因断路不亮，电铃仍可工作，说明电灯和电铃并联，工作不相互影响。如图所示的电路中，符合设计要求的是C。
故选C。
14．（2024·福建）小闽设计家庭保险箱指纹锁的电路图，指纹识别成功相当于开关闭合，录入两人的指纹，其中任意一人的指纹识别成功就能开锁。图中符合要求的电路图是（ ）
A．B．C．D．
【答案】D
【解析】指纹识别成功相当于开关闭合，其中任意一人的指纹识别成功就能开锁，说明每个开关都能控制指纹锁，故两个开关并联后，与指纹锁串联。
故选D。
15．（2024·湖南）科技小组模拟“智能开锁”设计的电路图，有两种开锁方式。即“人脸识别”与输入“密码”匹配成功，或“人脸识别”与使用“钥匙”匹配成功才可开锁。现用表示人脸识别，、表示密码、钥匙。匹配成功后对应开关自动闭合，电动机才工作开锁。满足上述两种方式都能开锁的电路是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B
【解析】由题意可知，“人脸识别”与输入“密码”匹配成功，或“人脸识别”与使用“钥匙”匹配成功才可开锁，即只要有一个条件满足，电动机就工作，所以“人脸识别”开关与电动机应在干路上，“密码”开关与“钥匙”开关并联，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
16．（2024·四川泸州）如图所示为第38届泸州市青少年科技创新大赛上展示的一件手臂骨骼模型，小明打算对该作品进行改进，加装电动机带动轮子转动，使骨骼模型动起来，并加装指示灯。电路设计要求为：只闭合开关，仅指示灯亮；再闭合开关，指示灯亮，电动机M转动；断开开关，指示灯熄灭，电动机M停止转动。满足该设计要求的电路是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B
【解析】A．只闭合开关，电动机和指示灯串联，它们都工作，故A不符合题意；再闭合开关S2，电动机被短路，只有指示灯发光，故A不符合题意；
B．只闭合开关，只有指示灯的简单电路，指示灯亮，再闭合开关，指示灯和电动机并联，它们都工作，断开开关，指示灯熄灭，电动机M停止转动，故B符合题意；
C．只闭合开关，只有指示灯的简单电路，指示灯亮，再闭合开关，指示灯和电动机并联，它们都工作，断开开关，指示灯熄灭，但电动机M转动，故C不符合题意；
D．只闭合开关，只有指示灯的简单电路，指示灯亮，再闭合开关，电源短路，它们都不工作，故D不符合题意。
故选B。
17．（2024·山东威海）家用吊扇灯的风扇和灯既可独立工作，又可同时工作，下列电路正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【解析】A．图中风扇和灯串联，它们同时工作，不能独立工作，故A不符合题意；
B．图中风扇和灯并联，一个开关控制风扇，另一个开关控制灯，风扇和灯既可独立工作，又可同时工作，但开关接到零线上，不符合安全用电原则，故B不符合题意；
C．图中风扇和灯并联，一个开关控制风扇，另一个开关控制灯，开关接到火线上，风扇和灯既可独立工作，又可同时工作，符合安全用电原则，故C符合题意；
D．图中风扇和灯并联，一个开关在干路中，另一个开关控制风扇，灯泡不能独立工作，故D不符合题意。
故选C。
18．（2024·江苏镇江）某学校电动门既可以用遥控器开启，也可以用按钮开关开启。电动门开启时，电动机工作，警示灯L亮起。若取下警示灯L，电动机仍能工作。按下遥控器相当于闭合，按下按钮开关相当于闭合。符合上述要求的电路是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】D
【解析】根据题目描述，电动门既可以用遥控器开启，也可以用按钮开关开启。这意味着遥控器和按钮开关在电路中应该是并联的，因为并联电路中的各个支路可以独立工作，互不影响。电动门开启时，电动机工作，警示灯L亮起。但题目又指出，若取下警示灯L，电动机仍能工作。这说明电动机和警示灯L在电路中应该是并联的，因为并联电路中的各个用电器可以独立工作，互不影响。
故选D。
19．（2024·江苏常州）某款电子垃圾桶可以将湿的厨余垃圾变干，作为动物饲料。将湿的厨余垃圾倒入垃圾桶，电路检测到桶内垃圾湿时，就吹风，吹风过程中：当桶内温度低时，吹热风；当桶内温度高时，吹冷风……直至垃圾变干，之后，整个电路结束工作。开关在垃圾湿时闭合、干时断开；开关在桶内温度低时闭合、温度高时断开。下列电路中符合要求的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B
【解析】由题意可知，将湿的厨余垃圾倒入垃圾桶，电路检测到桶内垃圾湿时，就吹风，吹风过程中：当桶内温度低时，吹热风；当桶内温度高时，吹冷风，即在这个电路中，吹风电机M和加热电阻R是并联的，且加热电阻R要受开关S温控控制，而开关S湿控要控制整个电路，则应接在干路中。
故选B。
20．（2024·山东潍坊）共享电动助力单车极大方便人们的出行。如图为某助力单车，使用前先摇晃车把检查电量，此时开关闭合，只有电量指示灯亮起；确认电量充足后扫码开锁，此时开关闭合，日间行车灯亮起，电动机M启动，且日间行车灯损坏时电动机M可正常工作；助力单车在规定区域内，开关始终处于闭合状态，如果驶离规定区域，开关自动断开，电动机M、行车灯均无法工作，指示灯可正常工作。下列电路设计符合要求的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B
【解析】助力单车使用前先摇晃车把检查电量，此时开关S1闭合，只有电量指示灯L1亮起，说明S1与L1串联接入电源两端；确认电量充足后扫码开锁，此时开关S2闭合，日间行车灯L2亮起，电动机M启动，且日间行车灯L2损坏时电动机M可正常工作，说明L2与电动机M并联，开关S2位于L2与电动机M并联电路的干路上；助力单车在规定区域内，开关S3始终处于闭合状态，如果驶离规定区域，开关S3自动断开，电动机M、行车灯L2均无法工作，指示灯L1可正常工作，说明开关S3位于L2与电动机M并联电路的干路上，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
►考向二 电路故障判断
21．（2024·四川达州）如图所示电路，闭合开关后，整个电路正常工作。其中一盏灯突然熄灭，两只电表示数均变大，则该电路可能发生的故障为（ ）
A．短路B．短路C．开路D．开路
【答案】A
【解析】由图可知，两灯串联，电压表测L2两端电压，电流表测串联电路电流；
A．如果L1短路，则串联电路的总电阻变小，由欧姆定律可知，电路中电流变大，则电流表示数变大。由于L1短路，电路中只有L2，L2两端电压等于电源电压，电压表示数变大。此时灯泡L2发光。则A符合题意；
B．如果L2短路，电路中电流变大，电流表的示数变大，由于电压表测L2两端电压，则电压表的示数为0，即电压表的示数变小，故B不符合题意；
C．如果L1开路，两个电表与电源不通，则两个电表的示数都变为0，即示数都变小。故C不符合题意；
D．如果L2开路，电路断路，电流表的示数变小。此时电压表串联在电路中测电源电压，则电压表的示数变大。故D不符合题意。
故选A。
22．（2024·山东泰安）如图所示电路，电源电压保持不变。闭合开关后，电路中各元件正常工作，两个相同的电流表（均有，两个量程）指针偏转的角度相同。一段时间后电流表指针偏转的角度突然变为原来的，若定值电阻或出现了断路故障，其它元件均完好。针对故障电路的观察分析，下列说法正确的是（ ）
A．电压表示数为零B．电流表的示数一定大于的示数
C．一定是电阻出现了断路故障D．一定是电阻出现了断路故障
【答案】C
【解析】分析电路可知，、并联。电流表测干路电流，电流表测电流，电压表测电源电压。
A．电压表测电源电压，所以电压表示数不为零，故A错误；
BCD．两个相同的电流表（均有，两个量程）指针偏转的角度相同，根据并联电流规律，可知电流表选用大量程，电流表选用小量程，且电流表示数是电流表示数的5倍。一段时间后电流表指针偏转的角度突然变为原来的，则电流表和电流表示数相等，所以故障是电阻出现了断路故障。故C正确，BD错误。
故选C。
23．（2024·四川巴中）小李做家务时，房间里的电灯突然熄灭。他用测电笔分别测试如图所示家庭简化电路中的a、b、c、d四点，测a、b两点时氖管均发光，测c、d两点时均不发光。若电路中只有一处故障，则故障可能是（ ）
A．a、b之间断路B．b、c之间断路
C．c、d之间断路D．b、c之间短路
【答案】B
【解析】用测电笔测试火线上的a点时氖管发光，说明火线正常；测试火线上的b点时氖管发光，说明a、b之间正常；测试零线上的d点时氖管不发光，说明零线正常；用测电笔测试c点时，氖管不发光，说明c没有与火线相连，可能是b、c之间断路，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
24．（2024·广东广州）如图，某家庭电路的输电线甲、乙从右端进户。闭合开关S，LED灯发光、电风扇正常工作，用试电笔检测插座，只有检测右孔时氖管发光。由于出现故障，电风扇停止工作，LED灯仍发光，用试电笔检测插座两孔，氖管均发光。该故障是（ ）
A．电风扇短路B．插座两孔短路
C．输电线甲a、b两点之间断路D．输电线甲b、c两点之间断路
【答案】D
【解析】A.闭合开关S时，只有检测右孔时氖管发光，说明输电线乙是火线，若电风扇短路，LED灯与电风扇并联，电路处于短路状态都不能工作，故A不符合题意；
B.若插座两孔短路，电路处于短路状态，电风扇和LED灯均不能正常工作，故B不符合题意；
C.闭合开关S时，只有检测右孔时氖管发光，说明输电线乙是火线，输电线甲a、b两点之间断路，电风扇和LED灯均能正常工作，故C不符合题意；
D.若输电线甲b、c两点之间断路，则LED灯能正常工作，电风扇停止工作，用试电笔检测插座两孔，插座左孔通过ab连接到火线，氖管均发光，故D符合题意。
故选D。
25．（2024·山东烟台）（多选）如图所示，电源电压保持不变，闭合开关后发现电压表无示数，假设电路中只有一个元件发生故障，则故障的原因可能是（ ）
A．灯泡短路B．灯泡短路C．灯泡断路D．灯泡断路
【答案】AD
【解析】根据题意可知，电压表无示数，一是电压表并联部分短路，即灯泡短路，二是电压表两接线柱到电源两极中间某处断路，即灯泡断路，故AD符合题意，BC不符合题意。
故选AD。
26．（2024·山东东营）如图所示，电源电压不变，闭合开关S，灯泡L1、L2都发光，一段时间后，其中一个灯泡突然熄灭，而电压表示数不变，电流表示数几乎为零，由此判断发生故障的原因可能是 。
【答案】L2断路
【解析】由电路图可知，灯泡L1、L2并联，电流表测通过L2的电流。一段时间后，其中一个灯泡突然熄灭，即另一个灯泡仍能工作，说明电路故障为某处断路；电压表示数不变，说明电压表两接线柱到电源两极的电路是通路，电流表示数几乎为零，则发生故障的原因可能是L2断路。
27．（2024·吉林）某调光台灯简化电路图如图所示，电源电压保持不变。为使台灯变亮，滑片应向 端移动。台灯工作一段时间后，发现无论怎样调节滑片，台灯一直很亮且亮度不变，电路发生的故障可能是滑动变阻器 。
【答案】 左/A端 短路
【解析】[1]为使台灯变亮，要增大电路中的电流，电源电压不变，由欧姆定律可知应减小电路中的电阻，由图可知滑片往左端（或A端）移动可减小接入电路的阻值。
[2]台灯工作一段时间后，发现无论怎样调节滑片，台灯一直很亮且亮度不变，说明滑动变阻器不能改变接入阻值大小，故电路发生的故障可能为滑动变阻器短路。
28．（2024·上海）如下图所示的电路中，在定值电阻R1或滑动变阻器R2中，仅有一个发生故障，小浦为研究故障的原因，特地设计了两个方案：
方案一：通过移动滑动变阻器的滑片P来判断出故障的原因，写出开关S闭合后，电流表示数变化情况及对应故障 。
方案二：用一个完好的电阻R0来替换R1来判断发生的故障，可选用的电阻R0的阻值 。
A．R0>R1 B．R0=R1 C．R0