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1、专项突破(五)电路故障与动态分析电路故障分析,都是给出电路产生的故障,让判断产生的原因或造成的电路变化。常用的解题步骤:电路出现故障,一般有两种情况:(1)发生短路;(2)发生断路。而在每种情况下,主要体现为电表示数和用电器是否正常工作。具体分析如下表:动态电路分析,都是由滑动变阻器滑片移动引起的电表示数变化和灯泡亮暗程度(电功率的变化),双开关开闭引起的电表示数变化和灯泡亮暗程度(电功率的变化)。常用的解题步骤:(1)滑动变阻器引起的动态电路分析:串联电路(如图甲所示)甲分析思路如下: 并联电路(如图乙所示)乙分析思路如下: (2)开关通断引起的动态电路分析(分析思路如下):命题点1命题点2
2、命题点1电路故障分析典题1(2016湖北宜昌中考,14,2分)如图所示电路,当开关闭合,两灯正常发光,使用中发现两灯突然熄灭,电流表无示数,电压表示数增大,则故障可能是()A.灯L1被短路B.灯L2被短路C.灯L1断路D.灯L2断路命题点1命题点2答案 D解析 灯L1被短路时,电路中有电流,电压表有示数,灯L2亮,与题意不符,故A错误;灯L2被短路时,电路中有电流,电压表有示数,灯L1亮,与题意不符,故B错误;灯L1断路,电路中无电流,电压表示数为零,电流表示数为零,两灯泡不亮,与题意不符,故C错误;灯L2断路,电路中无电流,灯不亮,电压表有示数且等于电源电压,电流表无示数,与题意不符,故D正
3、确。方法归纳串联电路中若电流表有示数说明电路不可能断路,只能是某部分短路,若电流表无示数可能是电路断路或电流表被短路。电压表有示数说明电压表所测的元件不可能短路。命题点1命题点2命题点2电路的动态分析典题2(2016广西玉林、防城港、崇左中考)如图是酒精浓度检测仪的简化电路图,图中R0为定值电阻、R为酒精气体传感器,R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小。如果驾驶员对着酒精气体传感器呼出的酒精气体浓度越大,那么()A.A表示数越大,V表示数越小B.A表示数越小,V表示数越大C.A表和V表示数均越小D.A表和V表示数均越大命题点1命题点2答案 D解析 由题意可知,酒精气体浓度越大,传感器R的电阻越
4、小,串联电路的总电阻越小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;电压表测量定值电阻R0两端的电压,R0的阻值不变,通过R0的电流变大,所以两端的电压变大,即电压表的示数变大,故选D。方法归纳对于电路的动态分析要抓住“变”与“不变”的关系。“不变”的关系就是电源电压不变,也就是串联电路的两端电压之和不变,或并联电路两端的电压不变。“变”的是变化的电阻引起的对应的电流与电压的变化。找与“不变”的量就可以确定问题的答案了。1.(2016四川南充中考,19,2分)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。开关S闭合后,滑片P在滑动变阻器R2的某两点之间滑动的过程中,电流表的示数变化范围是
5、1 A2 A,电压表的示数变化范围是4 V8 V。则定值电阻R1=4 ,电源电压U=12 V。导学号02670152解析 当电路中的电流为1 A时,电压表的示数为8 V,串联电路中各处的电流相等,且总电压等于各分电压之和,电源的电压U=I1R1+U滑=1 AR1+8 V当电路中的电流为2 A时,电压表的示数为4 V,电源的电压U=I2R1+U滑=2 AR1+4 V又因为电源的电压不变,所以1 AR1+8 V=2 AR1+4 V,解得R1=4 ,电源的电压U=2 AR0+4 V=2 A4 +4 V=12 V。2.(2016黑龙江绥化中考,21,2分)如图所示,电源电压不变,开关S由闭合到断开时,
6、电流表的示数将减小,电压表的示数将不变。(选填“增大”“减小”或“不变”)导学号02670153解析 由题图知,电压表测电源电压,且电源电压不变,所以开关S由闭合到断开时,电压表的示数将不变;S闭合时,R与L并联,电流表测干路电流,干路电流等于R与L的电流之和;S断开时,只有L连入电路中,电流表测L支路的电流;因为并联电路各支路互不影响,所以S断开后通过L的电流不变,由于L支路的电流小于干路电流,所以电流表示数减小。3.(2016江苏南京中考,18,4分)如图所示,电源电压不变,R1=2 ,R2=3 ,R3=4 。只闭合S,电流表A1、A2示数之比为11,电压表V1、V2示数之比为13。再闭合
7、S1、S2,电流表A1、A2示数之比为35,电压表V1、V2示数之比为11。导学号02670154解析 (1)只闭合S,R1与R3串联,电流表A1、A2测量电路中的电流,由于根据串联电路中处处电流相等,则电流表A1、A2示数之比为11;电压表测量R1两端的电压,电压表V2测量R1与R3两端的总电压,根据欧姆定律和串联电路的电阻特点可得:电压表V1、V2示数之比为U1U=IR1I(R1+R3)=R1(R1+R3)=2 (2 +4 )=13。(2)再闭合S1、S2,R1与R2并联,电压表V1、V2测量并联电路两端的电压,由于并联电路两端电压相等,所以电压表V1、V2示数之比为11;电流表A1测量R
8、1的电流,电流表A2测量干路电流,根据欧姆定律和并联电路的电流特点可得:电流表示数A1、A2之比为4.(2016四川乐山中考)如图所示,电源电压为U,有两只完全相同的灯泡L1、L2,当只闭合S2时,A表示数为I,则下列说法正确的是( )答案C 5.(2016安徽黄山模拟)如图甲所示为气敏电阻随有害尾气浓度变化的曲线,某物理科技小组利用气敏电阻设计了汽车有害尾气排放检测电路,如图乙所示,电源电压恒定不变,R为气敏电阻,L为指示灯。当有害尾气浓度增大时( )A.电压表的示数增大,指示灯亮度增大B.电压表的示数减小,指示灯亮度增大C.电压表的示数减小,指示灯亮度减小D.电压表的示数增大,指示灯亮度减
9、小导学号02670156答案B解析 由题图甲可知当有害尾气浓度增大时,气敏电阻的阻值变小。由欧姆定律可知,题图乙中串联电路的电流变大,所以指示灯亮度增大,指示灯两端的电压增大,由串联电路电压规律可知气敏电阻两端的电压减小,即电压表的示数减小。故选B。6.(2016安徽淮南田家奄模拟)如图所示电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作。过了一会儿,两电表的示数都变大,则该电路中出现的故障可能是( )A.灯L短路B.灯L断路C.电阻R断路D.电阻R短路导学号02670157答案A解析 由电路图可知,该电路为定值电阻与灯泡组成的串联电路。电流表测串联电路中电流,电压表测定值电阻两端的电压。过
10、了一会儿,两电表的示数都变大,说明电路中的电流变大,定值电阻两端的电压变大,由电流变大可知电路故障是短路,不是开路;由定值电阻两端电压增大可知定值电阻不可能短路,所以只能是灯泡短路。故选A。7.(2015山东泰安中考)如图所示电路,电源电压为3 V,当开关S闭合后,只有一盏灯泡发光且电压表的示数为3 V,产生这一现象的原因可能是( )A.灯泡L1处短路B.灯泡L2处短路C.灯泡L1处断路D.灯泡L2处断路导学号02670158答案A解析 由电路图知,两灯泡串联,电压表与L2并联,测量L2两端的电压,因为闭合开关后,有一盏灯泡发光,因此电路发生短路故障;又因为电压表有示数,并且等于电源电压,所以
11、L1被短路。8.(2016安徽阜阳颍上模拟)如图所示是小明同学测定小灯泡电阻的电路图,当闭合开关S时,发现灯不亮,电流表、电压表均无示数。若电路故障只出现在灯L和变阻器R中的一处,则下列判断正确的是( )A.灯L短路B.灯L断路C.变阻器R短路D.变阻器R断路导学号02670159答案D解析 由于是串联电路,电压表和电流表都无示数,说明电路是断路,又由于电路故障只出现在灯L和变阻器R中的一处,若灯L断路,电压表会有示数,所以只能是变阻器R断路。9.(2016甘肃兰州中考,13,2分)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,下列说法正确的是( )A.向右移动滑片P,电压表V1的示数变小B.向右移
12、动滑片P,电压表V2的示数变小C.向左移动滑片P,电流表A的示数变大D.向左移动滑片P,电压表V1与电流表A的示数比值不变导学号02670160答案D解析 由题图可知,闭合开关S,两电阻串联,电流表测电路中电流,V1测R2两端电压,V2测总电压,电源电压保持不变,所以滑片移动中V2的示数不变,故B错误;滑片向右移动时,R1连入阻值变小,根据串联电路的分压原理知,R2分得电压增大,即V1示数变大,故A错误;滑片向左移动时,R1连入阻值变大,电路的总电阻变大,由欧姆定律可知电路中电流变小,故C错误;由欧姆定律可知,电压表V1与电流表A的示数比值大小等于R2的阻值,所以两表比值不变,故D正确。10.
13、(2016四川凉山中考)如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左移动,下列说法中正确的是( )A.电压表的示数不变,电流表A1的示数变大B.电压表的示数变大,电流表A1的示数变大C.电流表A1的示数和电流表A2的示数同时变小D.电流表A1的示数和电流表A2的示数同时变大导学号02670161答案.C解析 由电路图知,定值电阻与滑动变阻器并联,电流表A1测通过滑动变阻器的电流,电流表A2测干路电流,电压表测并联电路电压,即电源电压;由于电源电压U不变,所以电压表示数不变,故B错误;滑动变阻器的滑片P向左移动,滑动变阻器接入电路的阻值R变大,由 可知,通过滑动变阻器
14、的电流变小,电流表A1示数变小,故D错误;电源电压不变,R1的电阻不变,则通过R1的电流不变,由并联电路特点知,干路电流变小,电流A2表示数变小,综合上述分析可知,C正确。11.(2016江苏扬州中考,10,2分)小明在医院看到一种输液警报器(如图甲),当管内药液流完时,电铃发声,报警器内部有一可变电阻,当输液管内有液体时,电阻大,无液体时,电阻小,电路如图乙所示,则当闭合开关报警器工作时,分析正确的是 ( )A.输完药液时,电流表示数变小B.输完药液时,电压表示数变小C.输完药液时,电铃响的原因是其两端电压变大,电铃正常工作D.未输完药液时,电铃不响是因为没有电流通过导学号02670162答
15、案C解析 由题意知,当输完药液时,警报器内的电阻较小,未输完药液时,警报器内的电阻较大;由欧姆定律公式 可知,当输完药液时,警报器内的电阻较小,电路中的电流较大,电流表的示数变大,故A错误;由A知,输完药液时,电路中的电流变大,所以电铃两端的电压变大,故B错误;输完药液时,电铃两端的电压变大,所以电铃可以正常工作而发声,故C正确;未输完药液时,电阻较大,电流较小,电铃不响,并不是因为没有电流,而是因为电流较小造成,故D错误。12.(2016山东烟台中考)如图所示电路中,电源两端电压保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S后,滑动变阻器滑片P自b向a移动的过程中( )A.电压表V1
16、的示数变大,电路消耗的总功率变小B.电压表V2的示数不变,电路消耗的总功率变大C.电流表A的示数变大,电压表V1的示数与电流表A的示数之比变大D.电流表A的示数变大,电压表V2的示数与电流表A的示数之比变大导学号02670163 答案B解析 由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R2两端的电压,电压表V2测电源的电压,电流表测电路中的电流。因电源两端电压保待不变,所以,滑片移动时,电压表V2的示数不变,滑动变阻器滑片P自b向a移动的过程中,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由 电路中的电流变大,即电流表的A的示数变大,由U=IR可知,R1两端的电压变大,因串联电路中总电压等于各分电
17、压之和,所以,R2两端的电压变小,即电压表V1的示数变小,故A错误;因电压表V1的示数变小,电压表V2的示数不变,电流表A的示数变大,所以,电压表V1的示数与电流表A的示数之比变小,电压表V2的示数与电流表A的示数之比变小,故C、D错误;由P=UI可得,电路消耗的总功率变大,故B正确。13.(2015福建福州中考)如图所示,闭合开关S,两灯均不亮,电流表无示数,电压表有示数,则故障是( )A.灯L1开路B.灯L2开路C.灯L1短路D.灯L2短路导学号02670164答案B解析 由电路图可知,两灯泡串联,电流表测电路电流,电压表测灯L2电压;如果灯泡L1开路,整个电路开路,电压表、电流表指针不会
18、偏转。A选项不符合题意;如果L2开路,电压表串联入电路,电压表测量电源电压,指针会明显偏转;电路中无电流,即电流表示数为零。B选项符合题意;如果灯泡L1短路,电路电阻较小,电流表指针偏转角度应较大。C选项不符合题意;如果L2短路,电路电阻较小,电流表指针偏转角度应较大;电压表相当于与导线并联无示数。D选项不符合题意。故选B。14.(2016山东滨州中考)在右图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合,滑动变阻器滑片P向右移动时,电流表和电压表示数的变化分别为( )A.电流表的示数变小,电压表的示数变大B.电流表的示数变大,电压表的示数变小C.电流表的示数变小,电压表的示数不变D.电流表的示数变小,电压表的示数变小导学号02670165答案C解析 本题考查动态电路问题。电压表测电源的电压且电源的电压不变,所以电压表的示数不变;当滑动变阻器的滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,因为 ,R1两端的电压不变;所以R2支路的电流变小,R1支路的电流不变,因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流变小,即电流表的示数变小。
