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文档介绍
上海市2020年中考物理备考复习资料汇编专题06并联电路故障分析判断
06 并联电路故障分析判断 【知识梳理】 一、并联电路中的故障 1. 并联电路只能发生断路,共有三种情况(以图1为例):R1断路;R2断路;R1和R2都断路。 图1 R2 A2 A R1 S A1 V 2. 分析判断时注意: ①并联电路中,各条支路互不影响,干路的电流等于各支路中的电流之和,I=I1+I2。 ②电压表的示数是电源电压。在电路接通时,无论电路中哪个用电器发生故障,电压表的示数都是不变的。 ③电流表A1、A2分别测量R1、R2支路中的电流,电流表A测量干路中的电流。无论哪个用电器发生故障,,电流表A的示数一定发生变化(变小)。 【基础练习1】如图2所示电路,闭合电键后电路正常工作,过一会电路出现故障,请你根据电路图分析三个电流表及电压表示数的变化情况。 图2 S L2 L1 A1 A2 S V A ①当小灯L1断路时,A示数 ,A1示数 ,A2示数 , V示数 。 ②当小灯L2断路时,A示数 ,A1示数 ,A2示数 , V示数 。 ③当小灯L1和L2都断路时,A示数 ,A1示数 ,A2示数 , V示数 。(均选填“变小”、“不变”或“变大”) 【答案】①变小;变小;不变;不变;②变小;不变;变小;不变。③变小;变小;变小;不变。 【解析】①这是并联电路,电路故障只能是断路。电流表A1测量的是L1的电流,电流表A2测量的是L2的电流,电流表A测量的是干路的电流,等于两条支路中的电流之和。 ②电压表V的示数是电源电压,是不变的。 15 ③小灯L1断路时,电流表A1的示数是变小的,小灯L2的电流不变,即A2的示数不变,电流表A是测干路电流的,等于两条支路中的电流之和,也变小,即A的示数变小。 ④小灯L2断路时,电流表A2的示数是变小的,L1的电流不变,即A1的示数不变,电流表A是测干路电流的,等于两条支路中的电流之和,也变小,即A的示数变小。 ⑤当小灯L1和L2都断路时,三个电流表的示数都是变小的,电压表的示数不变。 【基础练习2】如图3所示电路,闭合电键后电路正常工作,过一会电路出现故障, ①若电路中有两个电表的示数变小,请你判断可能发生的故障。_______________ ②若电路中有三个电表的示数变小,请你判断可能发生的故障。_______________ 图3 R2 A2 A R1 S A1 V 【答案】①电流表A1与电流表A的示数变小,则R1断路;电流表A2与电流表A的示数变小,则R2断路;②R1和R2都断路。 【解析】电压表的示数是不变的。①电路中有两个电表的示数变小,一定是两个电流表的示数变小, 干路中的电流表的示数一定变小,所以当R1断路时,电流表A1与电流表A的示数变小;当R2断路时,电流表A2与电流表A的示数变小; ②电路中有三个电表的示数变小,一定是三个电流表的示数变小,故障是R1和R2都断路。 【典型例题1】(2020虹口一模)在图5所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1、R2的阻值相等。闭合开关S,电压表的示数为U0,电流表的示数为2I0,电路正常工作。一段时间后,其中一个电表的示数变小。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流表A1来判断故障,请写出电流表A1接入的位置、示数及对应的故障。 S R1 R2 图5 A V 【答案】(16)电流表A1与R1串联时:若电流表A1示数为I0,则R2断路,若电流表A1示数为0,则R1断路。(答案合理均可) 15 【解析】这是一并联电路,只能发生断路,电压表的示数不变,一段时间后,其中一个电表的示数变小,是电流表的示数变小,因为电阻R1、R2中仅有一个出现故障,所以故障有两种情况:R1断路或R2 断路。 用完好的电流表A1与R1串联时:若电流表A1示数为I0,则R2断路,若电流表A1示数为0,则R1断路。 (或用完好的电流表A1与R2串联时:若电流表A1示数为I0,则R1断路,若电流表A1示数为0,则R2断路)。 【典型例题2】(2019年宝山、嘉定二模)在图6所示的电路中,电源电压保持不变,电键S闭合后,电流表A1的示数为I0,电流表A2的示数为2I0,电路正常工作。一段时间后,观察到一个电表的示数变小,另一个电表的示数不变。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表的示数及相对应的故障。________________________ 图6 S R2 A2 R1 A1 【答案】电流表A1的示数为0,电流表A2的示数为2I0,则R1 断路;电流表A1的示数为I0,电流表A2的示数为0, 则R2 断路。 【解析】这是一并联电路,只能发生断路,因为电阻R1、R2中仅有一个出现故障,所以故障有两种情况:R1断路或R2 断路。电流表A1与电流表A2分别测量电阻R1、R2中的电流;一段时间后,观察到一个电表的示数变小,另一个电表的示数不变。 ①若电流表A1的示数为0,电流表A2的示数为2I0,则R1 断路; ②若电流表A1的示数为I0,电流表A2的示数为0, 则R2 断路。 并联电路,只能发生断路。最多有三种情况:R1 断路;R2 断路;R1 与R2 都断,此题只有两种情况:R1断路或R2 断路。注意要写出两电表的示数。 【典型例题3】(2020年普陀二模)在图6所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,电路正常工作。一段时间后,电流表A的示数变小,电压表V的示数不变,已知故障只发生在电阻R1、R2上。选择一个完好的定值电阻R替换R2,并观察比较两电表替换前、后示数,若,则可以判断R1一定断路,理由是。 15 A S R2 V R1 图6 【答案】电流表示数减小或不变;替换后电流表示数减小或不变意味着替换前只有一个电阻断路,若R2断,替换后电流表示数增加(表述合理即可)。 【解析】这是一并联电路,只能发生断路, R1或R2发生断路,电流表测量干路中的电流。因为替换后电流表示数减小或不变意味着替换前只有一个电阻断路,若R2发生断路,则选择一个完好的定值电阻R替换R2时,电流表的示数一定变大;所以只能是R1一定断路。 【典型例题4】(2017闵行二模)在如图6所示的电路中,电源电压保持不变。 (1)若电路中各元件均完好,当电键S由断开到闭合时,电压表V的示数将 ,电流表A1的示数将 。(均选填“变小”、“不变”或“变大”) (2)若电路中存在故障且故障只发生在电阻R1、R2处,当电键S由断开到闭合时,发现只有一个电表示数发生变化,则故障是 。 图6 【答案】(1)变大;不变;(2)R2断路或R1、R2同时断路。 【解析】(1)这是并联电路,两条支路互不影响,若电路中各元件均完好,当电键S由断开到闭合时,电压表V的示数将变大,电流表A1的示数将不变。 (2)这是并联电路,只能发生断路,若电路中存在故障且故障只发生在电阻R1、R2处,则故障为电阻R1或R2断路或R1、R2都断路;当电键S由断开到闭合时,发现只有一个电表示数发生变化,则一定是电压表V的示数变化,而A1与A2的示数都不变,电路故障为R2断路或R1、R2都断路。 【综合练习】 15 1.(2019年奉贤二模)如图5所示,电源电压保持不变,电阻R1、R2阻值相等。 ①若电路中各元件均完好,当电键S由断开到闭合时,电压表V的示数为U0,电流表A1的示数I0,则电源电压为_________,电流表A2示数为____ ________。 ②若电路中存在故障且故障只发生在电阻R1、R2处,当电键S由断开到闭合时,发现只有一个电表示数发生变化,则故障是 ,该电表示数变化量为 。 【答案】①U0;2I0。②,R2 断路;U0。 【解析】①这是一并联电路,闭合电键S,电压表测量的是电源电压,示数不变;电流表A2示数为干路的电流,电流表A1的示数为通过电阻R1的电流I0,则电源电压为U0,因为R1=R2,所以电流表A2示数为I0+I0=2I0。 ②若电路中存在故障且故障只发生在电阻R1、R2处,当电键S由断开到闭合时,发现只有一个电表示数发生变化,一定是电压表的示数变化,且变化量为U0;而电流表的示数都不变,则故障是R2 断路。 因为电流表A1的示数I0,所以R1一定是完好的。 2.(2019年崇明一模)如图5所示电路中有用电器R1、R2,闭合电键电路正常工作.一段时间后,发现电流表示数有变化,已知故障只发生在用电器上。请根据题意写出可能的故障情况。 (1)如电流表示数变小且不为零,则故障是 ; (2)如电流表示数变小且为零,则故障是 。 A V R1 R2 S 图5 【答案】(1)R1断路或R2断路;(2)R1断路和R2断路。 【解析】这是并联电路,只能发生断路。共有三种情况:R1断路;R2断路;R1和R2断路。电压表的示数不会变化,电流表示数只能变小。电流表在干路上,测的是总电流。如电流表示数变小且不为零,则故障是R1或R2一个发生断路;如电流表示数变小且为零,则是两个电阻都断路。 15 3.(2018年二模黄浦)在图6所示的电路中,电源电压保持不变。已知电阻R1、R2中的一个或两个同时发生断路故障,且其他元件均保持完好。 现将一个完好的电流表接入电路,利用电键S的开闭排查出所有可能的故障情况,电流表应接入电路中 处(选填“a”、“b”或“c”),写出现象及其对应的故障 。 S R1 R2 a c b 图6 【答案】b;若S闭合前后A表有示数且不变,则R1断路;若S闭合前后A表示数从无到有,则R2断路;若S闭合前后A表示数始终为零,则R1、R2都断路。 【解析】①这是两个电阻并联的电路,电流表接入a或c处只能判断一个支路的故障情况,要排查出所有可能的故障情况,电流表应接入电路中干路b处; ②电流表接入电路中b处,若S闭合前后A表有示数且不变,则R1断路;若S闭合前后A表示数从无到有,则R2断路;若S闭合前后A表示数始终为零,则R1、R2都断路。 4.(2018年二模静安)在图5所示的电路中,电源电压保持不变,电路出现断路故障,且故障发生在电阻R1、R2处。当电键S从断开到闭合时: ① 若三个电表中仅一个电表指针所在的位置发生改变,则该电表是 ,电路的故障发生在 处。 ② 若三个电表指针所在的位置均没有发生改变,请写出电路的故障情况。 R1 A S R2 V A2 图5 【答案】①电流表A;R2断路;②R1断路;R1、R2均断路。 【解析】①这是并联电路,电键只控制电阻R1,电压表的示数始终不变;A测干路的电流,A2测R2的电流; ②当电键S从断开到闭合时:电阻R1接入电路,若三个电表中仅一个电表指针所在的位置发生改变,则该电表是电流表A,说明R1一定是好的,电路故障为R2断路; ③当电键S从断开到闭合时:若三个电表指针所在的位置均没有发生改变,是R1断路或R1、R2 15 均断路。 5.(2018青浦二模)在图20所示的电路中,电源电压保持不变。已知电阻R1、R2中的一个或两个同时发生断路故障,且其他元件均保持完好。 现将一个完好的电流表接入电路,利用电键S的开闭排查出所有可能的故障情况,电流表应接入电路中 处(选填“a”、“b”或“c”),写出现象及其对应的故障 。 S R1 R2 a c b 图20 【答案】b;若S闭合前后A表有示数且不变,则R1断路;若S闭合前后A表示数从无到有,则R2断路;若S闭合前后A表示数始终为零,则R1、R2都断路。 【解析】①这是并联电路,已知电阻R1、R2中的一个或两个同时发生断路故障,且其他元件均保持完好,共有三种情况:R1断路;R2断路;R1、R2均断路。 ②现将一个完好的电流表接入电路,若接入a点时,只能判断R1是否断路,故不可以;若接入c点时,只能判断R2是否断路,故不可以; ③所以电流表只有接入C点才能排查出所有可能的故障情况: 若S闭合前后A表有示数且不变,则R1断路;若S闭合前后A表示数从无到有,则R2断路;若S闭合前后A表示数始终为零,则R1、R2都断路。 6.(2019年青浦二模)在图4所示的电路中,电源电压保持不变,已知电阻R1、R2中可能有一个出现了断路故障。为了检测,如果将一个电流表只接入电路a、b、c的某一处,然后通过断开、闭合电键S时电流表示数的变化情况进行判断。则电流表应该串联在 (选填“a”、“b”或“c”)处。请结合相关信息写出电键S断开(或闭合)时,电表示数情况及对应的故障。 图4 R1 R2 S a b c R1 R2 S a b c 【答案】b; S断开时,电流表无示数,R2断路;S闭合时,电流表示数无变化,R1断路。 【解析】这是一并联电路,电阻R1、R2中可能有一个出现了断路故障,电流表应该串联在b点,当S断开时,电流表无示数,是R2断路;S闭合时,电流表示数无变化,则R1断路。 15 注意电流表接入a或c处只能判断一个支路的故障情况,要排查出所有可能的故障情况,电流表应接入电路中b处。 7. 在图5所示的电路中,电源电压保持不变.电阻R1、R2可能出现了断路故障,闭合电键S后: 图5 ①若三个电表中仅一个电表指针的位置发生改变、且示数变大,则故障是______________。 ②若三个电表指针的位置均没有发生改变,则故障是________________________________。 【答案】①R2断路;②R1断路或电阻R1、R2均断路. 【解析】电压表测量电源电压始终不变,电键S只能控制R1,当电键S断开时,电路为R2的基本电路,电流表A1、电流表A2都测量电路中R2的电流,并且示数相等;当闭合电键S后,电阻R1和R2并联,电流表A1测量的是干路电流,电流表A2测量的是R2支路上的电流; ①当R2断路时,电压表测量电源电压,故示数不变,电流表A2的示数一直为零,故示数不变,闭合电键S后,电流表A1测量通过R1支路电流,故示数变大; ②当电阻R1断路时,电路仍为R2的基本电路,则电流表A2示数不变,电流表A1示数不变,电压表测量电源电压,故电压表示数始终不变。 ③当电阻R1、R2均断路时,电流表A1、电流表A2的示数始终为零,故示数均不变,电压表测量电源电压,故示数不变。 8.在图5所示电路中,电源电压保持不变,R1、R2可能出现了断路故障,闭合电键S后: V A R1 S A1 R2 P 图5 (1)若观察到有两个电表有示数,则说明故障是 ; (2)若移动滑片时有电表示数发生了变化,则发生变化的一定是 表。 【答案】(1)R2断路;(2)电流表A和A1。 【解析】电流表A和A1分别测量干路和支路R2中的电流。 15 (1)根据闭合电键S后,观察到有两个电表有示数,因为电压表一定有示数且不变,所以电流表一个有示数,一个没有示数,则可以判断一定是R2断路,V与A有示数,因为若R1断路时,三个电表都会有示数。 (2)移动变阻器R2的滑片P,有电表的示数发生了改变,则变阻器一定是好的,则示数发生变化的电表是A和A1。 9.在如图4所示的电路中,电源电压保持不变。 图4 (1)若电路中各元件均完好,当电键S由断开到闭合时,电压表V的示数将 ,电流表A1的示数将 。(均选填“变小”、“不变”或“变大”) (2)若电路中存在故障且故障只发生在电阻R1、R2处,当电键S由断开到闭合时,发现只有一个电表示数发生变化,则故障是 。 【答案】(1)变大,不变;(2)R2断路或R1、R2同时断路。 【解析】由电路图可知,当电键S断开时,电路为只有R1的简单电路,两电流表均测通过R1的电流。 (1)当电键闭合时,两电阻并联,电压表测电源的电压,示数一定变大;电流表A1测R1支路的电流,示数不变;电流表A2测干路电流,等于两支路中的电流之和,示数变大。 (2)若电路中存在故障且故障只发生在电阻R1、R2处,最多有三种情况:R1断路;R2断路;R1和R2都断路。 ①若R1断路,闭合电键后,电压表V有示数,即电压表的示数变大,电流表A1的示数不变,电流表A2的示数变大,不可以。 ②若R2断路,闭合电键前后,通过R1的电流不变,两电流表的示数不变,而电压表从无示数变为有示数,变大,所以可以。 ③若R1与R2同时断路时,闭合电键前三电表无示数,闭合电键后,两电流表的示数不变,只有电压表的示数变大,也符合题意。 综上可知,电路故障为R2断路或R1、R2同时断路。 10.在图6 15 所示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键S,电路正常工作,一段时间以后有两个电表的示数发生变化,已知电阻R1、滑动变阻器R2中仅有一个出现故障。 图6 R2 A2 A R1 S A1 V (1)电路中的故障可能是 ; (2)接着,移动变阻器R2的滑片P,又观察到两个电表的示数发生了改变,则故障一定是 。 【答案】(1)R1断路或R2断路;(2)R1断路。 【解析】(1)根据一段时间以后有两个电表的示数发生变化,已知电阻R1、滑动变阻器R2中仅有一个出现故障,则可以判断是两个电流表的示数发生变化,因为电压表的示数为电源电压是不变的。电流表A的示数一定变化,电流表A1与A2的示数一个变化,一个不变,一定是R1断路或R2断路; (2)移动变阻器R2的滑片P,又观察到两个电表的示数发生了改变,则变阻器一定是好的,则R1发生断路,电流表A1的示数不变,电流表A与A2的示数变大。 11.(2018浦东新区二模)在图5所示的电路中,除电阻R1、R2可能存在断路故障外,其它元件均完好。请根据下列要求,写出查找故障的操作方法及相应可观察到的现象。 图5 (1)查找R1是否断路: ,若 ,则R1完好。 (2)查找R2是否断路: ,若 ,则R2断路。 【答案】(1)S1闭合、S2断开(只闭合S1),电流表有示数;(2)S1闭合时再闭合S2 ,电流表示数保持不变。 【解析】(1)查找R1是否断路,只闭合S1即可,观察电流表是否有示数,电流表有示数,则R1完好,电流表无示数,则R1断路。 (2)查找R2是否断路,S1闭合时再闭合S2 ,观察电流表的示数,若保持不变,则R2断路。 12. (2018宝山二模)在图6所示的电路中,电源电压为U 。已知电路中故障只发生在电阻R1 、R2 上,电键 S 15 闭合前后,电流表指针的位置不变。请根据相关信息写出电流表的示数及相对应的故障。——————————————————————————————。 图6 S R2 A R1 【答案】 I≠0,则R2 断路;I=0,则R1和R2都断路。 【解析】故障只发生在电阻R1 、R2 上,最多有三种情况:R1 断路;R2 断路;R1和R2都断路。 电键 S 闭合前后,电流表指针的位置不变且为0,则R1和R2都断路;电键 S 闭合前后,电流表指针的位置不变且不为0,则R2 断路。 13.在图2所示的电路中,电源电压保持不变。电阻R1、R2出现故障,闭合电键S前后,只有两个电表的示数不变,则( ) A.电压表V的示数不变,R1断路 B.电压表V的示数不变,R1短路 C.电流表A1的示数不变,R2断路 D.电流表A2的示数不变,R2短路 R1 S R2 A2 V A1 图2 【答案】 C。 【解析】①这是并联电路,电键只能控制电阻R1,电路只能发生断路,电阻R1或R2出现断路故障;②根据闭合电键S前后,只有两个电表的示数不变,因为电压表的示数始终不变,所以电流表有一个示数不变,一个变化,则只有R2断路,闭合电键后,电流表A2的示数变大;若R1断路,则三个表的示数都不变。 故选C。 14.(2017静安二模)在图1所示的电路中,电源电压保持不变。当电键S闭合后,三个电表示数均未发生变化。若电路中故障只可能发生电阻R1、R2处,则下列关于电路故障的判断,正确的是( ) 15 图1 V R1 R2 S A1 A2 A. 电阻R1一定存在断路故障 B. 电阻R2一定存在断路故障 C. 电阻R1可能存在短路故障 D. 电阻R2可能存在短路故障 【答案】B。 【解析】这是并联电路,只能发生断路。电压表的示数不变,A测干路的电流,A1测R1的电流;电键S与R2串联在支路中,当电键S闭合后,三个电表示数均未发生变化,表明电阻R2一定存在断路故障,若R2正常的话,电流表A的示数会变大。电阻R1是否断路,不能判断。 所以选B。 15.如图3所示,电源电压保持不变。闭合电键S,电路正常工作。一段时间后,电流表A的示数变小,电压表V的示数不变,然后将电流表A与电阻R2的位置对换,发现电流表的示数再次变小。若故障只发生在电阻R1、R2上,则( ) A S R2 V R1 图3 A.只有R1断路 B.只有R2断路 C.R1和R2同时断路 D.R1和R2同时短路 【答案】B。 【解析】①图中两电阻并联,电压表测量电源电压,电流表测量干路电流,电路正常工作一段时间后,电流表A的示数变小,电压表V的示数不变,说明电阻一定不是出现短路现象,只能是断路,最多有三种情况:R1断路;R2断路;R1和R2都断路。 ②将电流表A与电阻R2的位置对换,电流表将电阻R1短路,电路中只有电阻R2,此时发现电流表的示数再次变小,则R2一定断路,R1一定是正常的,原来电流表是有示数的。 所以选B。 16.(2014上海中考题)在图1所示的电路中,电源电压保持不变,闭合电建S,电路正常工作。 15 一段时间后,电流表A的示数变小,电压表V的示数不变。若故障只发生在电阻R1、R2上,用某完好的定值电阻R(R<R1)替换R2,替换前、后两电表的示数恰好不变,则 ( ) A S R2 V R1 图1 A. R1一定断路 B. R2一定断路 C. R1可能断路 D. R2可能断路 【答案】A。 【解析】这是并联电路,A测干路中的电流,一段时间后,电流表A的示数变小,电压表V的示数不变,电阻R1、R2发生断路。 用某完好的定值电阻R(R<R1)替换R2,替换前、后两电表的示数恰好不变,表明R2不可能断路,因为R2断路时,用R替换后,电流表的示数一定变大。只能是R1断路。原来是R=R2,所以替换后电流表的示数不变。 17.(2016闸北一模)在图3所示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键S,电路正常工作,一段时间后,电流表的示数变小,电压表的示数不变。若电路故障只发生在电阻R1或R2上,用某完好的定值电阻R(R>R1)替换R1,替换后,电流表的示数变大,电压表的示数仍然不变,则( ) 图3 A.R1可能断路 B.R2可能断路 C.R1一定断路 D.R2一定断路 【答案】C 【解析】①闭合电键S,电路正常工作,电压表的示数一定不变。因为电流表测量R1的电流,一段时间后,其示数变小,一定是电阻R1发生断路,电流为0。 ②用某完好的定值电阻R(R>R1)替换R1,替换后,根据I=U/R可知,会有电流通过R1,所以电流表的示数会变大。 15 18.在图1所示的电路中,电源电压保持不变,闭合电建S,电路正常工作。一段时间后,电流表A的示数变小,电压表V的示数不变。若故障只发生在电阻R1、R2上,用某完好的定值电阻R(R<R1)替换R2,替换前、后两电表的示数恰好不变,则 ( ) A S R2 V R1 图1 A. R1一定断路 B. R2一定断路 C. R1可能断路 D. R2可能断路 【答案】A 【解析】电压表示数不变,说明电源完好;电流表示数变小,说明电阻出现断路:R1断路;R2断路;R1和R2都断路; ①若R1断路,则R2完好,用某完好的定值电阻R去替换R2,若R=R2,则电流表的示数一定不变,符合题意。 ②若R2断路,则R1完好,用某完好的定值电阻R(R<R1)替换R2时,电流表的示数一定变大,不符合题意。 故选A。 19.(2016徐汇二模)在图3所示的电路中,电源电压保持不变。当电键S断开时,只有一个电表的示数为零。若故障只发生在电阻R1或R2处,则电键闭合后,一定为零的是( ) 图3 S R1 R2 A V2 V1 A.电流表A的示数 B.电压表V2的示数 C.电压表V1与电压表V2示数的差 D.电压表V1与电流表A示数的比值 【答案】B 【解析】这是并联电路,只能发生断路,故障为电阻R1或R2断路;电压表V1 15 的示数为电源电压不变。 若电阻R1断路,当电键S断开时,则A的示数为0,当电键S闭合时,A与V的示数都不为0;若电阻R2断路,当电键S断开时,则A的示数为0,当电键S闭合时, V的示数为0; 所以是R2断路,电压表V2的示数为0。 15查看更多