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第13讲 电路故障
【知识梳理】
故障情况：开路： 的电路； ①用电器（灯、定值电阻、滑动变阻器）开路；②导线接触不良断路；③开关断开。 开路时，电流 。短路： 。 电流 。
串联电路：
电压表示数： 或 电压表示数变小为0：① ；理解： 。② ； 理解： 。 电压表示数变大为电源电压：① ；理解： 。② ； 理解： 。 二、 电流表示数：（1）R1、R2断路或开关断开：电流表示数均为 ；（2）R1短路时，电流表示数为： ； （3）R2短路时，电流表示数为： ； 三、 特定题型：灯和电阻串联灯不亮：
考点一：用电表判断故障
题型1：电压表
在图1中，当开关 K闭合后，两只小灯泡发光，电压表示数为4V。过了2min，电压表示数为0，经检查除小灯泡外其余器材的连接良好，两灯只有一个出现了故障，请分析造成这种情况的原因可能有：___ ______。
在如图2所示的电路中，电源电压等于6V，合上开关后电压表示数为6V。
经分析得出，电路中可能发生的情况是：__ _。
在图3所示的电路中，电源电压不变。闭合开关K后，灯L1、L2都发光，一段时间后，其中的一盏灯突然变亮，而电压表Vl的示数变小，电压表V2的示数变大，则产生这一现象的原因是（ ）
A．灯L1断路 B．灯Ll短路 C．灯L2断路 D．灯L2短路
在图4所示的电路中,电源电压不变。闭合开关K，电路正常工作。一段时间后，发现其中一个电压表示数变大，则（ ）
A．灯L可能变亮 B．灯L亮度可能不变
C．电阻R可能断路 D．电阻R可能短路
在如图5所示的电路中，电源电压为U。现已知电路中只有电阻R发生了故障。
①请判断：当电键S断开时电压表V2的示数为__________
②请写出：当电键S闭合后两电压表的示数及相对应的故障
在如图6所示的电路中，电源电压为U且保持不变。闭合电键S，发现电压表的示数不变，已知电阻R1、R2中仅有一个出现了故障。请根据相关信息写出电压表的示数及相对应的故障。
题型2：电压表和电流表判断故障
电学实验课。小飞在学习了有关简单电现象、电流和电路的相关知识以后，在实验室做了一些实验；
小飞用毛皮摩擦塑料尺，发现塑料尺能吸引纸屑。这是因为摩擦使塑料尺得到电子带负电荷，带电体具有 的 性质；小飞将摩擦后的塑料尺接触验电器金属球，金属箔片张开。这是因为 （选填“电子”或“原子核”）通过金属杆 转移到 ，从而使两个箔片带上 （选填“同种”或“异种”）电荷，从而相 互 ；在这个过程中电流方向是 （选填“A. 从金属杆到金属箔”或“B. 从金属 箔到金属杆”）；
（2）小飞连接了如图所示的电路，电源电压为U0且保持不变，电阻R1、R2的阻值均为R0，闭合 开关S电路正常工作。一段时间后，发现电压表的示数变大。已知电路中仅有一处故障，且只 发生在电阻R1或R2上。请写出两电表的示数及相应的故障；
在图所示的电路中，电源电压为U0保持不变，电阻R1=R2=R0。闭合开关S时，
①请判断电流表、电压表示数的变化情况。
②一段时间后，突然一只电表的示数变大，另一只电表的示数变小。请根据相关信息写出此时电压 表、电流表的示数及对应的故障。
在如图所示的电路中，电源电压为U0，电阻R1阻值为R0，R2的阻值为2R0，闭合开关S，发现只有电流表的示数有变化。已知电路中仅有一处故障，且只发生在电阻R1或R2上。请写出开关S闭合后电流表和电压表的示数及其对应的故障。
。
在图所示的电路中，电阻R1的阻值为R0，闭合开关S，电流表示数为I0。一段时间后，由于电路中某个电阻发生故障，观察到电流表示数变化0.5 I0。已知发生故障前后电源电压保持不变。
①电路中的故障可能是 ；
②请写出发生故障后两电表示数及对应的故障。
。
题型3：灯不发光判断故障
用电流表和电压表测小灯泡的正常发光时的电阻如图所示为可调光小灯内部简化电路，其中电源电压为U0且保持不变。
（1）闭合开关S，无论怎么移动滑片P，灯L始终不发光。若电路中仅有一处故障且只发生在滑动变阻器 R或灯L上。请判断该电路中存在的故障可能是（　 　）
A．R开路 B．R开路 C．L开路 D．L短路
（2）为进一步判断故障情况，小明在电路中MN之间接入一个电压表，请写出开关S闭合前后电压表示数 及对应的故障。
在如图所示的电路中，电源电压为U0保持不变。闭合开关S，小灯L不亮，若电路中仅有一处故障，且只发生在小灯L或电阻R上。为了检测出故障情况，物理学习小组的同学们提出了自己的方案：
小亮：用完好的小灯L’替换电阻R；
小明：将电流表串联入电路中，将电压表并联在小灯L两端；
小红：用完好的小灯L’替换小灯L，并将电压表并联在小灯L’两端。
其中方案可行的是 ，请写出其中一个可行方案观察到的现象及对应的故障。
小亮： 小明： 小红：
小华测量小灯泡发光时的电阻，他将电源（电压为 1.5V 的整数倍保持不变）、开关、电流表、滑动变阻器（标有“20Ω，1A”字样）、待测小灯泡（标有“2.5V”字样）串联，电压表并联在小灯泡两端，电路连接正确。然后，将滑动变阻器的滑片移至变阻器连入电路的阻值最大处。
（1）在图1中，用笔画线代替导线，将小华的实验电路连接完整。
（2）发现问题：闭合开关S后，电流表示数如图2所示，但小灯泡不发光。已知电路中仅有小灯泡或滑动变阻器中的一个可 能出现故障。请写出小灯泡和滑动变阻器的情况，并说明理由。
【串联电路故障思路总结】
故障情况：开路：断开的电路； ①用电器（灯、定值电阻、滑动变阻器）开路；②导线接触不良断路；③开关断开。 开路时，电流 。短路： 。 电流 。
串联电路：电压表示数： 或 电压表示数变小为0：① ；② ； 电压表示数变大为电源电压：① ；② ； 二、 电流表示数：（1）R1、R2断路或开关断开：电流表示数均为 ；（2）R1短路时，电流表示数为： ； （3）R2短路时，电流表示数为： ；
灯和电阻串联，灯不亮时：
小明按照图所示的电路连接实物后，闭合开关S，发现灯L不发光。若电源电压为U0，电路中仅有一处故障，且只发生在 灯L、电阻R上。
（1）根据上述条件，可以直接排除的故障是 ；
（2）可否根据电压表、电流表的示数情况确定具体故障情况，请写出理由
小嘉按照图所示的电路连接实物后，闭合开关S，发现灯L不发光。于是她利用一只完好的电压表进行检测。若电源电压为 U0，电路中仅有一处故障，且只发生在灯L或电阻R。
他将电压表并联在电阻R的两端，闭合开关S，观察到电压表的示数为 U0， 则故障可能是
；
（2）为进一步确定故障，小嘉设想进行以下操作，其中可行的是（　　）
A.将电压表并联在小灯两端 B.将电压表串联在电路中
（3）请根据上述选项，写出闭合开关S后，电压表的示数情况以及对应的故障
。
图3
图1
图2
图4
图5
图6
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第13讲 电路故障
【教学目标】
通过专题训练加深理解断路和短路的基本概念
掌握分析电路故障的原因并会做出正确的判断
【课程引导】
电路故障问题一直是电学主流的题型之一，模考跟中考中都会有体现，多数出在选择题和填空题中。考察同学们对电表的使用、 电学实验的操作，以及运用电学知识解决电路问题的能力。所以同学们一定要掌握一定的分析方法和解题思路。
同学们已经学习了欧姆定律，串并联电路的特点，电表的使用方法，具有一定的知识储备，所以在这一讲里，老师希望你们能 把之前学过的知识灵活运用起来。
【知识梳理】
故障情况：开路：断开的电路； ①用电器（灯、定值电阻、滑动变阻器）开路；②导线接触不良断路；③开关断开。 开路时，电流无法通过。短路：变成导线。 电流可以通过。
串联电路：
电压表示数： 0 或 电源电压 电压表示数变小为0：① 测短路 ；理解： 测导线，无电阻，无电压 。② 连开路 ； 理解： 连电源开路，连不上电压，无电压 。 电压表示数变大为电源电压：① 测开路 ；理解： 开路电阻无穷大，分压大，分电源电压 。② 连短路 ； 理解： 直接连电源，示数为电源电压 。 二、 电流表示数：（1）R1、R2断路或开关断开：电流表示数均为 0 ；（2）R1短路时，电流表示数为： U/R1 ； （3）R2短路时，电流表示数为： U/R2 ； 特定题型：灯和电阻串联灯不亮：L开路；L短路；R开路。
考点一：用电表判断故障
题型1：电压表
在图1中，当开关 K闭合后，两只小灯泡发光，电压表示数为4V。过了2min，电压表示数为0，经检查除小灯泡外其余器材的连接良好，两灯只有一个出现了故障，请分析造成这种情况的原因可能有：___L2短路，或L1断路______。
电压表无示数，两种情况，①测短路，所测导体变为导线。②连电源断路，连不上电源，无电流。
在如图2所示的电路中，电源电压等于6V，合上开关后电压表示数为6V。
经分析得出，电路中可能发生的情况是：____R断路，或L短路____。
串联电路，电压表为电源电压：①所测导体断路。 ②连电源短路，能够直接连上电源。
在图3所示的电路中，电源电压不变。闭合开关K后，灯L1、L2都发光，一段时间后，其中的一盏灯突然变亮，而电压表Vl的示数变小，电压表V2的示数变大，则产生这一现象的原因是（ B ）
A．灯L1断路 B．灯Ll短路 C．灯L2断路 D．灯L2短路
串联电路，灯发光，意味着不可能断路，只能短路。 谁短路，谁的电压变成0。所以V1变小，L1短路
在图4所示的电路中,电源电压不变。闭合开关K，电路正常工作。一段时间后，发现其中一个电压表示数变大，则（ C ）
A．灯L可能变亮 B．灯L亮度可能不变
C．电阻R可能断路 D．电阻R可能短路
V1一直测电源，不变。所以变大只能是V2变大，变成测电源，则要能直接跟电源连接，
L短路或R断路
所以灯亮度一定变化，从亮到熄灭。
在如图5所示的电路中，电源电压为U。现已知电路中只有电阻R发生了故障。
①请判断：当电键S断开时电压表V2的示数为____0_______
断开时，V2无法和电源连接，所以示数为0
②请写出：当电键S闭合后两电压表的示数及相对应的故障
____若V1和V2示数均为0，则R短路；若V1和V2均有示数，则R断路。____
闭合后，R和L串联，电压表均测电阻R，若无示数，且故障在R上，只能是R短路。
若有示数，说明直接与电源连接，R断路
在如图6所示的电路中，电源电压为U且保持不变。闭合电键S，发现电压表的示数不变，已知电阻R1、R2中仅有一个出现了故障。请根据相关信息写出电压表的示数及相对应的故障。
若闭合前后，电压表示数均为0，则R1断路
若闭合前后，电压表示数均为电源电压，则R1短路或R2断路
从2个方面考虑。①闭合前后都是0；②闭合前后都有示数，示数为电源电压。
①闭合前示数为0，则无法和电源连接，R1断路。 闭合后示数为0，则还是R1断路
②闭合前示数为电源电压，则电压表能经过R1与电源相连。闭合后仍为电源电压，意味着还是能与电源相连，且不测导线。
则故障可能是R1短路，一直连接电源，或R2断路，电路是电压表通过R1与电源相连。
题型2：电压表和电流表判断故障
电学实验课。小飞在学习了有关简单电现象、电流和电路的相关知识以后，在实验室做了一些实验；
小飞用毛皮摩擦塑料尺，发现塑料尺能吸引纸屑。这是因为摩擦使塑料尺得到电子带负电荷，带电体具有 吸引轻小物体 的 性质；小飞将摩擦后的塑料尺接触验电器金属球，金属箔片张开。这是因为 电子 （选填“电子”或“原子核”）通过金属杆 转移到 金属箔 ，从而使两个箔片带上 同种 （选填“同种”或“异种”）电荷，从而相互 排斥 ；在这个过程中电流方 向是 A （选填“A. 从金属杆到金属箔”或“B. 从金属箔到金属杆”）；
（2）小飞连接了如图所示的电路，电源电压为U0且保持不变，电阻R1、R2的阻值均为R0，闭合 开关S电路正常工作。一段时间后，发现电压表的示数变大。已知电路中仅有一处故障，且只 发生在电阻R1或R2上。请写出两电表的示数及相应的故障；
①电压表示数为U0，电流表示数为0，R2开路；
②电压表示数为U0，电流表示数为U0/R0，R1短路；
电压表示数变大为电源电压，测开路或连短路。R2开路，或R1短路。
开路电流表为0，短路电流表为U/R2＝U0/R0
在图所示的电路中，电源电压为U0保持不变，电阻R1=R2=R0。闭合开关S时，
①请判断电流表、电压表示数的变化情况。 电压表变小，电流表变大
②一段时间后，突然一只电表的示数变大，另一只电表的示数变小。请根据相关信息写出此时电压 表、电流表的示数及对应的故障。
①电压表示数为U0，电流表示数为0，R1开路；
②电压表示数为0，电流表示数为U0/R0，R1短路
在如图所示的电路中，电源电压为U0，电阻R1阻值为R0，R2的阻值为2R0，闭合开关S，发现只有电流表的示数有变化。已知电路中仅有一处故障，且只发生在电阻R1或R2上。请写出开关S闭合后电流表和电压表的示数及其对应的故障。
电流表示数为U0/2R0，电压表示数为U0，R1短路 。
开关断开时，电流表示数为0，闭合后，电流表发生变化，说明闭合后电流表有示数，不能开路。
电流表有示数，想短路，R1短路或R2短路。
R1短路，电压表始终连短路，为电源。
R2短路，开关断开时，电压表测开路，为U0，开关闭合后，电压表测短路，为0，电压表变化。
在图所示的电路中，电阻R1的阻值为R0，闭合开关S，电流表示数为I0。一段时间后，由于电路中某个电阻发生故障，观察到电流表示数变化0.5 I0。已知发生故障前后电源电压保持不变。
①电路中的故障可能是 R1短路或R2短路 ；
②请写出发生故障后两电表示数及对应的故障。
①电压表示数为3I0R0，电流表示数为1.5I0，R1短路
②电压表示数为0，电流表示数为1.5I0，R2短路 。
①原本电流表为I0，变化0.5I0，故障后不为0，不能开路，只能短路；
若R1短路；
原电源电压U＝IR＝I0×（R0＋R2）
故障后 U＝I’R’＝1.5I0×R2
R2＝2R0
电源电压U＝3I0R0
题型3：灯不发光判断故障
用电流表和电压表测小灯泡的正常发光时的电阻如图所示为可调光小灯内部简化电路，其中电源电压为U0且保持不变。
（1）闭合开关S，无论怎么移动滑片P，灯L始终不发光。若电路中仅有一处故障且只发生在滑动变阻器 R或灯L上。请判断该电路中存在的故障可能是（　ACD 　）
A．R开路 B．R开路 C．L开路 D．L短路
（2）为进一步判断故障情况，小明在电路中MN之间接入一个电压表，请写出开关S闭合前后电压表示数 及对应的故障。
①开关S断开时电压表示数为U0，开关S闭合后电压表示数为0，L短路；
②开关S闭合前后电压表示数均为0，R开路；
③开关S闭合前后电压表示数均为U0，L开路
在如图所示的电路中，电源电压为U0保持不变。闭合开关S，小灯L不亮，若电路中仅有一处故障，且只发生在小灯L或电阻R上。为了检测出故障情况，物理学习小组的同学们提出了自己的方案：
小亮：用完好的小灯L’替换电阻R；
小明：将电流表串联入电路中，将电压表并联在小灯L两端；
小红：用完好的小灯L’替换小灯L，并将电压表并联在小灯L’两端。
其中方案可行的是 小亮和小明 ，请写出其中一个可行方案观察到的现象及对应的故障。
小亮：替换后，①两灯都不发光，L开路； ②L不发光，L’发光，L短路； ③两灯都发光，R开路
小明：①电流表示数为0，电压表示数为U0，L开路；②电流表有示数，电压表示数为0，L短路；③都为0，R开路
灯和电阻串联，灯不发光，L开，L短，R开。
小亮：L开路，替换后两灯都不发光；L短路，替换后L不发光，L’发光R开路，替换后两灯都发光。 小明：L开路，电流表示数为0，电压表为U0L短路，电流表有示数，电压表示数为0R开路，电流表示数为0，电压表示数为0 小红：L开路，L’发光，电压表测L’分压L短路，L’发光，电压表测L’分压R开路，L’不亮，电压表示数为0
小华测量小灯泡发光时的电阻，他将电源（电压为 1.5V 的整数倍保持不变）、开关、电流表、滑动变阻器（标有“20Ω，1A”字样）、待测小灯泡（标有“2.5V”字样）串联，电压表并联在小灯泡两端，电路连接正确。然后，将滑动变阻器的滑片移至变阻器连入电路的阻值最大处。
（1）在图1中，用笔画线代替导线，将小华的实验电路连接完整。
（2）发现问题：闭合开关S后，电流表示数如图2所示，但小灯泡不发光。已知电路中仅有小灯泡或滑动变阻器中的一个可 能出现故障。请写出小灯泡和滑动变阻器的情况，并说明理由。
电流表有示数，说明电路是通路，不是开路，可能是短路；若滑动变阻器短路，电路中只有小灯有电阻，则电路中电流会比较大，灯不会不发光，且由图2可知电路中的电流没有很大，由此确定是小灯泡短路；
【串联电路故障思路总结】
故障情况：开路：断开的电路； ①用电器（灯、定值电阻、滑动变阻器）开路；②导线接触不良断路；③开关断开。 开路时，电流 无法通过 。短路： 变成导线 。 电流 可以通过 。
串联电路：电压表示数： 0 或 电源 电压表示数变小为0：① 测短路 ；② 连开路 ； 电压表示数变大为电源电压：① 测开路 ；② 连短路 ； 二、 电流表示数：（1）R1、R2断路或开关断开：电流表示数均为 0 ；（2）R1短路时，电流表示数为： ； （3）R2短路时，电流表示数为： ；
灯和电阻串联，灯不亮时：①L开路；②L短路；③R开路。三种情况逐个分析； 分析电表示数，分析电表变化。
小明按照图所示的电路连接实物后，闭合开关S，发现灯L不发光。若电源电压为U0，电路中仅有一处故障，且只发生在 灯L、电阻R上。
（1）根据上述条件，可以直接排除的故障是 R短路 ；
（2）可否根据电压表、电流表的示数情况确定具体故障情况，请写出理由 可以；
①电压表示数为U0，电流表示数为0，R开路； ②电压表示数为U0，电流表示数大于0，灯L短路
③电压表示数为0，电流表示数为0，灯L开路。
小嘉按照图所示的电路连接实物后，闭合开关S，发现灯L不发光。于是她利用一只完好的电压表进行检测。若电源电压为 U0，电路中仅有一处故障，且只发生在灯L或电阻R。
他将电压表并联在电阻R的两端，闭合开关S，观察到电压表的示数为 U0， 则故障可能是
R开路或L短路 ；
（2）为进一步确定故障，小嘉设想进行以下操作，其中可行的是（　B　）
A.将电压表并联在小灯两端 B.将电压表串联在电路中
（3）请根据上述选项，写出闭合开关S后，电压表的示数情况以及对应的故障
电压表示数为U0，小灯L短路，电压表示数为0，R开路。
图3
图1
图2
图4
图5
图6
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