卷子答案网-一个不只有答案的网站13欧姆定律的应用-电路故障分析（填空题培优20题）--2023-2024学年上学期九年级期末物理重难点知识突破（通用版）
一、填空题
1．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，灯L与电阻R的阻值相等。闭合开关S，电路正常工作，电压表示数为U0，电流表示数为I0。过了一会儿，灯L熄灭，若电路中仅有一处故障，且只发生在灯L或电阻R上。
（1）如果两个电表中只有一个电表的示数变大，该电表的示数为 ，故障是 ；
（2）如果两个电表的示数均变大，请写出两电表的示数及其对应的故障 。
2．如图，电源电压恒为7.5V，灯L2的规格为“6V 6W”。当开关S闭合时，两灯发光；使用一段时间后L1突然熄灭，L2变亮，电流表示数变大，则电路出现的故障是 ，此时通过灯L2的电流为 A。（假设灯丝电阻不变）
3．如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，电压表V1的示数为2U0，电压表V2的示数为U0，电流表A的示数为I0，电路正常工作。一段时间后，观察到三个电表中仅有一个电表的示数变大。若电路仅有一处故障，且只发生在电阻R1、R2上。请根据相关信息写出电压表V1和电流表A的示数及对应的故障。( )( )
4．在图示的电路中，电源电压保持不变，R1=2R2，闭合开关S，电压表示数为U0，电流表示数为I0.一段时间后，电路出现故障，两电表指针向同一方向发生偏转，故障仅发生在电阻R1或R2上，其他元件仍保持完好。请写出两电表示数及相应的故障 。
5．小红在做如图所示的实验过程中，闭合开关时，两电表示数正常，一段时间后一电表示数变大，另一电表示数变小，小红检查后发现两个定值电阻R1、R2中的一个出现了故障，那么故障可能是 或 。
6．如图所示电路中，由于接线柱接触不良导致电路发生了断路故障。若电路中仅有一处故障，且只发生在电阻R1、R2上。现通过接入一个电表来判断故障。
① 应选择如下方案 ；
A．将一个电流表串联在 Q 点
B．将一个电压表并联在 Q、M 点之间
C．将一个电压表并联在 M、N 两点之间
② 请写出选择方案后，闭合开关 S 后的操作、电表的示数变化情况及其对应的故障： 。
7．在图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1=2R2，电键S闭合后，电压表V1的示数为U0，电路正常工作。一段时间后，观察到电压表V1的示数变小，电压表V2的示数变大。
(1)若电阻R1、R2中仅有一个出现故障，请根据相关信息写出两电压表的示数及相对应的故障；
(2)若手头只有阻值为R2的完好电阻若干个，请你利用完好的电阻R2设计一个方案，将故障电阻替换掉，使电路中的两电压表都恢复原先示数。
8．通过如图所示电路图测量“2.5V 0.3A”电灯泡电功率，闭合开关，发现看不到小灯泡发光，想通过测量ab接线柱间、cd接线柱间的电压找出看不到灯亮的原因。测量时若出现下表中的情况，请根据数据判断可能导致看不到灯亮的原因。
Uab/V Ucd/V 电流表示数I/A 看不到灯亮的原因
情况一 2.10 0 0.30
情况二 2.20 0.40 0.14
9．如图，电源电压保持不变，闭合开关 S，灯 L 正常发光。
（1）若灯 L 开路，电压表 V1 示数，电压表 V2 示数，电流表 示数；
（2）若电阻 R 短路，电压表 V1 示数，电压表 V2 示数，电流表 示数（以上均选填“有”、“无”）
10．如图所示的电路，电源电压保持不变．电键S1、S2处于断开状态，先闭合电键S1，小灯不发光．若灯L、电阻R中仅有一个出现故障，请根据相关信息写出闭合电键S2前后，电流表示数的变化情况及相对应的故障．示例：电流表示数始终为零，电阻R断路．（写出示例以外的两种情况）
① ；
② .
11．在图所示的电路中，电源电压保持不变．电键S闭合后，电压表V无示数，已知电阻R1、R2中仅有一个出现了故障．
①电路中的故障可能是 ；
②现用一个完好的灯泡去替换电阻R2，则小灯 （选填“一定发光”、“一定不发光”或“可能发光”）．
12．如图所示是萍萍家里电热水器的工作原理图，热水器有高、中、低三挡加热功率，只合上开关S2，则热水器处于 挡加热．一次，萍萍发现热水器高挡位不能工作，其他挡位能正常工作，造成故障的原因可能是 （选填“a”、“b”或“c”）处接触不良．
13．如图所示的电路中，电源电压是，闭合开关后，两灯泡都发光，电压表的示数是2V，那么灯泡两端的电压为 V，两灯泡相比较，灯泡 比较亮．一段时间后，两灯同时熄灭，电压表示数变大，出现这种现象的原因可能是灯 （选填“短路”或“断路”）．
14．如图所示电路中，电源电压为U且保持不变，电路中仅有一处故障，且只发生在电阻R或灯L上．若灯L发生了短路，则闭合电键后电流表A的示数为 (选填“等于0”或“大于0”)，电压表V的示数为 (选填“0”或“U”)．若电键闭合前后，两电表的示数都不发生变化，请写出两电表的示数及相应的故障．
15．如图，电源电压保持不变，闭合S后两灯泡正常发光，两表示数都正常，一段时间后两灯突然熄灭，且电压表示数和电流表示数都变为零，则故障原因可能是 ．
16．如图所示，电源电压保持不变，闭合S后两灯泡发光，两表示数正常．一段时间后两灯突然熄灭，且电压表示数变大，电流表示数变为零，则故障原因可能是 ．排除故障后，小明再测L2两端电压，他保持b接线柱不动，只是把电压表a接线柱改接到c处，则会出现的现象是 ．
17．如图所示的电路中，闭合电键S后，电路能正常工作．由于电阻R或灯L之一发生了故障，导致灯L不再发光．用一个同规格且完好的灯L'替换 就能准确判断出具体的故障原因．
请根据相关信息，写出替换后所看到的现象及相应的故障．
18．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合电键S，发现只有两个电表的指针发生偏转，已知电阻R1、滑动变阻器R2中仅有一个出现了故障．
①电路中的故障可能是 ；
②接着，移动变阻器R2的滑片P，只观察到一个电表的示数发生了改变，则故障一定是 ．
19．如图所示的电路中，电源电压保持不变，灯L或电阻R可能出现了故障，闭合电键S后：
①若灯L发光，则三电表中示数一定大于零的是 表；
②若灯L不发光，且只有一个电表示数为大于零，则故障是 。
20．在图所示的电路中，电源电压保持不变．电阻R1、R2出现断路故障，闭合电键S后：
①若三个电表中只有一个电表有示数，则有示数的电表是 表，故障是 ；
②若三个电表中只有一个电表的示数发生变化，则示数发生变化的电表是 表，故障是 。（电表均选填符号）
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1． 2U0 R断路 电压表V示数为2U0，电流表A示数为2I0，则L短路
【详解】（1）[1][2]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；闭合开关S，由于灯L与电阻R的阻值相等，其分担的电压相等，根据串联电路的电压规律可知，电源电压为2U0；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，或灯泡短路；
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，电压表示数会增大为2U0，即此时只有一个电表的示数变大；由此可知，如果只有一个电表的示数变大，则故障是电阻R断路，电压表示数等于电源电压2U0。
（2）[3]如果灯泡断路，则整个电路断路，此时电流表和电压表示数都变为0，即两个电表的示数都变小了；如果灯泡短路，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，电压表示数为2U0，由于电源电压不变，电阻变为原来的一半，根据欧姆定律可知，电流会变为原来的2倍，即电流表示数为2I0，即两个电表的示数都变大；由此可知，如果两个电表的示数都变大，则故障是灯L短路，电压表示数等于电源电压2U0，电流表A示数为2I0。
2． 灯L1短路 1.25
【详解】[1]由图可知，灯L1、L2串联，使用一段时间后L1突然熄灭，L2变亮，电流表示数变大，说明电路是通路，故电路出现的故障是灯L1短路。
[2]灯L2的规格为“6V 6W”，由可得，灯L2的电阻为
此时电路为只有灯L2的简单电路，则通过灯L2的电流为
3． 电压表V1示数为3U0，电压表V2示数为零，则R1断路 电压表V1示数为零，电压表V2示数为3U0，则R2断路
【详解】[1][2]闭合开关S后，该电路为电阻R1、R2的串联电路，电流表测该电路的电流，电压表V1测电阻R1两端的电压，示数为2U0，。电压表V2测电阻R2两端的电压，示数为U0。则电源电压为
①若电阻R1断路，则电压表V1串联在电路中，测量电源电压，示数为3U0，没有电流经过电压表V2，故电压表V2的示数为零，电流表的示数为零，满足三个电表中仅有一个电表的示数变大，故电阻R1断路符号题意，此时电压表V1示数为3U0，电压表V2示数为零；
②若电阻R1短路，只有R2接入电路，电压表V1测一段导线两端的电压，则电压表V1的示数变为0，由于电阻总电阻变小，根据欧姆定律，电路中的电流变大，电流表的示数变大，电压表V2测量电源电压，示数为3U0。有两个电表的示数变大，故不符合题意，故舍去；
③同理若R2短路，只有R1接入电路，则电压表V1测量电源电压，示数为3U0，其示数变大，由于电阻总电阻变小，根据欧姆定律，电路中的电流变大，电流表的示数变大。电压表V2测一段导线两端的电压，电压表V2的示数为0，有两个电表的示数变大，故不符合题意，故舍去；
④若R2断路，则V2串联在电路中，测量电源电压，示数为3U0，电压表V1示数为零，电流表的示数为零，符合只有一个电表示数变大，故电阻R2断路符号题意，此时电压表V2示数为3U0，电压表V1示数为零。
故综上所述，若电压表V1示数为3U0，电压表V2示数为零，则R1断路；若电压表V1示数为零，电压表V2示数为3U0，则R2断路。
4．若电压表示数为3U0，电流示数为3I0，则R1短路；若电压表示数为0，电流表示数为0，则R1断路
【详解】由图知，两只定值电阻串联，电流表测量电路中的电流，电压表V测量电阻R2两端电压；由题知，R1=2R2，电键S闭合后，若电流表的示数为I0，电压表的示数为U0，由串联分压规律可知电源电压为3U0；一段时间后，观察到两电表指针同向偏转，这说明电流表、电压表示数都变大或都变小；
若R1短路，电压表测量电源电压，示数增大为3U0，此时只有R2接入电路，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，为3I0；
若R2短路，电压表示数为0，此时只有R1接入电路，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大；
若R1断路，电路中无电流，电流表示数为0，电压表无示数，示数为0，两表同时减小；
若R2断路，电压表测电源电压，电路中无电流，电流表示数减小为0；
综合以上分析可知，R1短路时两表示数同时增大，电压表示数为3U0，电流表示数为3I；若R1断路，两表同时减小，均变为0。
5． R1短路 R1断路
【详解】[1][2]由图可知，该电路为串联电路，电压表测量电阻R1两端的电压，电流表测量电路中的电流。若电阻R1短路，电路中的总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中电流变大，电流表示数变大；电压表测量一段导线两端的电压，电压表示数减小为0；若电阻R1断路，则电流表示数减小为0；此时的电压表测量电源的电压，根据串联电路的电压规律可知，电压表示数变大；若电阻R2短路，电路中的总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中电流变大，电流表示数变大；电压表电源的电压，电压表示数变大；若电阻R2断路，则电流表、电压表示数都减小为0。综上所述，故障是R1短路或R1断路。
6． A
见解析
【详解】[1][2]A．电路中R1、R2并联，各支路用电器工作互不影响，将电流表串联接入 Q 点，Q点在干路上，闭合开关后，向左滑动变阻器的滑片P，若电流表的示数不变，则 R2 断路；若电流表示数变大，则 R1 断路。故A符合题意；
B．将电压表并联在 Q、M 点之间，电压表被电路中的导线短路，开关闭合后电压表始终没有示数，因此无法判定故障位置。故B不符合题意；
C．电路中R1、R2并联，将电压表并联在M、N 两点之间，即电压表测R2两端电压，由并联电路各支路两端电压与电源电压相等可知，开关S闭合后，电压表测电源电压，示数始终不变，因此无法判定故障位置。故C不符合题意。
故选A。
7． 若电压表V1的示数降为0，电压表V2的示数升为3U0，则电阻R1短路，或者电阻R2断路 见解析
【详解】(1)[1]由图可知，电压表测的电压，电压表测的电压，一段时间后，观察到电压表V1的示数变小，电压表V2的示数变大。电路正常工作时，电阻R1=2R2，电压
U1=2U2=2U0
电源电压为3U0，电阻R1短路时，电压表V1的示数降为0，电压表V2的示数升为3U0，电阻R2断路时，电压表V1的示数降为0，电压表V2的示数升为3U0。
(2)[2]若电阻R1短路，根据两个电阻的大小关系R1=2R2，则用两个完好的电阻R2串联在一起去替换发生短路的电阻R1；若电阻R2断路，则用一个完好电阻R2去替换发生断路的电阻R2。
.
8． 灯短路 灯的实际功率太小
【详解】[1]表格中电流表有示数，说明电路中无断路现象。电压表接入ab间有电压，说明滑动变阻器完好。电压表接入cd两端无电压，说明灯泡短路。
[2]表格中电流表有示数，且电压表两次测量都有示数，因此没有断路和短路的电路故障。灯泡不亮的原因为灯泡的实际功率太小，亮度较低，看不到灯亮。
9． 有 无 无 有 无 有
【详解】(1)[1][2][3]由图可知电阻R和灯泡L串联，电流表测量电路电流，电压表V1测量灯泡L电压，电压表V2测量电阻R的电压，若灯 L 开路，电路没有形成通路，电路中电流为0，电流表无示数，电阻R的电压为0，电压表V2无示数，电压表V1与电源两极相连，所以电压表V1有示数，大小为电源电压；
(2)[4][5][6] 闭合开关 S，若电阻 R 短路，整个电路通过导线形成一条闭合回路，电路中形成电流，所以电流表有示数，电压表V1测量灯泡电压，灯泡有电阻，由欧姆定律可知电压表V1有示数，电压表V2测量电阻R的电压，此时电阻 R 短路，所以电压表V2无示数。
10． 电流表始终有示数且不为零时，灯L短路 电流表示数先为零，闭合电键后电流表示数变大，灯L断路.
【详解】由图知道，当开关S1 闭合时，电路为串联电路；
①当开关S2 闭合时，电路中只有R接入电路中；若闭合开S2前后，电流表始终有示数且不为零，则说明故障应是灯泡L短路；
②若电流表示数先为0，然后有示数，说明闭合开S2 时，电路是解通的，则故障是灯L断路．
11． R1短路或R2断路 一定发光
【详解】①根据电路图可知，两个电阻串联、电压表V测量电阻R1的是两端的电压，电压表无示数，说明电路中出现了断路或短路．
当电阻R1出现短路时，电压表V与一段导线并联，没有示数；
当电阻R2断路时，电压表与电源的两极不相连，电压表没有示数；
所以故障原因为：R1短路或R2断路；
②若用一个完好的灯泡替换断路部分的电阻R2，使电路接通，灯泡一定发光．
12． 中 a
【详解】由知道，电源的电压一定时：
当单刀双掷开关合向b，开关S2断开时，两电阻串联，电功率最小，处于低档位；
当单刀双掷开关合向b，开关S2闭合时，电路中只有一根电阻丝，此时处于中档位；
当单刀双掷开关合向a端，单刀开关闭合时，两电阻并联，电功率最大，处于高档位；
热水器高档位不能工作，其他档位能正常工作则说明a处接触不良．
13． 2.5 L1 断路
【分析】串联电路中，各部分电压之和等于总电压；
比较灯泡的亮度就是比较实际功率；
短路时，电路中有电流，且很大；断路时，电路中无电流，故据此分析即可判断．
【详解】据图可知，此时两个灯泡是串联关系，电压表是测量的的电压，即为2V，总电压是，所以的电压是：；
由于两个灯泡串联，所以电流相等，故据公式可知，电流相等，的电压大于的电压，所以的实际功率大于的实际功率，即灯更亮一些．
若发生短路，则电压表相当于测量导线电压，即示数几乎为零，且此时仍能发光，即不符合题意；
若发生断路，则两个灯泡都不工作，电压表相当于测量电源电压，故与原来相比变大，故符合题意．
【点睛】此题考查串联电路电压的规律、灯泡亮度的比较和电路故障的判断，是一道综合题．
14． 大于0 U 电压表的示数是电源电压U；电流表的示数是0，电路的故障是电阻R断路
【分析】根据电路图，结合出现了故障后的现象，分析灯泡短路、电阻断路、所发生的现象即可．
【详解】由电路图知道，电阻R与灯L串联，闭合电键后，电压表测量电阻两端的电压，电流表测量电路电流；如果灯泡短路，则灯泡不发光，此时电压表测量电源电压，即示数为U，电流表测量通过电阻的电流，故电流表A的示数大于0； 闭合电键前，电压表测量电源电压，电流表的示数是0，若闭合电键后，两电表的示数都不发生变化，则说明电阻R断路，电压表测量的仍是电源电压是因为无电流通过而无示数，电压表测量的仍是电源电压．
15．L2断路
【详解】由电路图可知，两灯泡串联，电压表测L1两端的电压，电流表测电路中的电流．闭合S后两灯泡正常发光，两表示数都正常，一段时间后两灯突然熄灭，电流表无示数，说明电路断路，电压表无示数，说明电压表并联以外的地方断路，则故障原因可能是L2断路．
点睛：用电压表检验电路故障时，将电压表与用电器并联，电压表有较大示数（接近电源电压），此处用电器断路或与之串联的用电器短路；电压表无示数，此处用电器短路或与之串联的用电器断路.
16． L1断路 电压表指针反向偏转
【详解】此为串联电路，一段时间后两灯突然熄灭，则发生的是断路故障，此时电压表示数变大，电流表示数变为零，说明与电压表并联的位置断路，即L1断路.
保持b接线柱不动，只是把电压表a接线柱改接到c处，此时电压表的正负接线柱接反了，电压表指针将反向偏转.
点睛：用电压表检验电路故障时，将电压表与用电器并联，电压表有较大示数（接近电源电压），此处用电器断路或与之串联的用电器短路；电压表无示数，此处用电器短路或与之串联的用电器断路.
17． R 若L'和L均发光，则R断路；若L'发光且L不发光，则L短路；若L'不发光，则L断路
【详解】用一个同规格且完好的灯L'替换R，
若L'和L均发光，则R断路.
若L'发光而L不发光，则L短路.
若L'不发光，则L断路.
18． ①R1开路或R1短路 ②R1短路
【详解】（1）由图示可知，当闭合电键S时，两电阻串联，电压表V测电源电压，电流表测电路中的电流，电压表V1测定值电阻两端的电压；如果R1断路，则两电压表有示数，电流表无示数，符合题意；如果R1短路，则电压表V和电流表有示数，电压表V1无示数，符合题意；如果R2断路，则只有电压表V有示数，不符合题意；如果是R2短路，则三个电表都有示数，不符合题意；所以故障只能是R1断路或R1短路；
（2）如果是R1短路，移动滑片时，只有电流表示数变化，符合题意；如果是R1断路，移动滑片时，所有的电表示数都不变，不符合题意；所以故障一定是R1短路．
19． A 1、A2 电阻R断路
【详解】①[1]若灯L发光，则电路中有电流，由于电流表A1、A2同时测量电路中的电流，则电流表A1、A2一定有示数；所以一定是电阻R出现故障，若是电阻R开路则电路中不会有电流，所以电阻R的故障是短路，电压表示数为零，由此可知三电表中示数一定大于零的是电流表A1、A2。
②[2]若灯L不发光，只有一个电表示数为大于零，由于电流表A1、A2测量电路中的电流示数相同，则电表示数为大于零的一定是电压表，电流表没有示数，则说明出现了断路故障，由于电压表有示数；则故障出现在电压表测量的部分中出现开路，即电阻R断路。
20． V R1和R2同时断路 A1 R2断路
【详解】①[1][2]若三个电表中只有一个电表有示数，则有示数的电表是电压表，因为电压表直接与电源相连，测量电源电压；故障是R1和R2同时断路，因为这样两个电流表也同时断路，所以，无示数。
②[3][4]若三个电表中只有一个电表的示数发生变化，发生变化的肯定不是电压表；如果是R1断路，两个电流表的示数都不变；如果是R2断路，则示数发生变化的电表是A1表。
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