2020学年高中物理（课堂同步系列一）每日一题 电路故障问题（含解析）新人教版选修3-1

2020学年高中物理（课堂同步系列一）每日一题 电路故障问题（含解析）新人教版选修3-1

电路故障问题 ‎ 高考频度：★★☆☆☆‎ 难易程度：★★★☆☆‎ 如图是某同学连接的实验实物图，合上开关S后，发现A、B灯都不亮，他采用下列两种方法检查故障：‎ ‎（1）用多用电表的直流电压挡进行检查。‎ ‎①那么选择开关应置于下列量程的________挡。（用字母序号表示）‎ A．2.5 V B．10 V C．50 V D．250 V ‎②在测试a、b间直流电压时，红表笔应接触________。（选填“a”或“b”）‎ ‎③该同学测试结果如下表所示，根据测试结果，可以判定故障是_____________。（假设只有下列中的某一项有故障）‎ 测试点 电压示数 a、b 有示数 c、b 有示数 c、d 无示数 d、f 有示数 A．灯A断路 B．灯B短路 C．c、d段断路 D．d、f段断路 ‎（2）用欧姆挡检查。‎ ‎①测试前，应将开关S________。（选填“断开”或“闭合”）‎ ‎②测试结果如下表所示，由此可以断定故障是________。‎ 测试点 表头指示位置 c、d d、e e、f A．灯A断路 B．灯B断路 C．灯A、B都断路 D．d、e间导线断路 ‎【参考答案】（1）①B ②a ③D （2）①断开 ②D ‎【试题解析】（1）用多用电表的直流电压挡进行测量时，实质上是用电压表测量，而电压表内阻很大，若并联在断路处（设有一处发生断路）时，电路接通电压表示数应为电源的电动势，并联在未断路处时，示数为零。因此，用多用电表的直流电压挡进行检查电路时，电压表的量程必须大于电源的电动势，为了示数明显，量程不宜过大，本题中电源的电动势为6 V，故选10 V量程即可。测试时红表笔应接电势高的a点。根据测试结果，a、b间有示数，说明b→电源→a完好；c、b间有示数，说明b→电源→a→c完好；c、d间无示数，说明c→灯→d间完好；d、f间有示数，说明f→b→a→c→d完好，故应是d、f段断路，另外，若灯B短路，则d、f间应无示数。‎ ‎（2）用欧姆挡检查时，测试前应首先将开关S断开。根据表针偏转情况，接c、d时有示数，说明不是灯A断路；接e、f时有示数，说明也不是灯B断路；接d、e时有电阻无穷大，可以断定是d、e间导线断路。‎ ‎【名师点睛】短路的特点：短路部分有电流而电压为零；被短路的用电器不工作；与之串联的用电器工作电流增大。断路的特点：断路部分的电压不为零而电流为零。‎ ‎【知识补给】‎ 电路故障分析 ‎1．故障特点 ‎（1）断路特点：表现为电源电压不为零而电流为零；如果外电路中两点间的电压不为零而电流为零，则说明这两点间有断点，而这两点与电源的连接部分没有断点。‎ ‎（2）短路特点：用电器或电阻发生短路，表现为有电流通过电路但它两端电压为零。‎ ‎2．检查方法 ‎（1）电压表检测：如果电压表示数为零，则说明可能在并联路段之外有断路，或并联路段短路。‎ ‎（2）电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置。在运用电流表检测时，一定要注意电流表的极性和量程。‎ ‎（3）欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处是断路，当测量值很小或为零时，表示该处是短路。在运用欧姆表检测时，电路一定要切断电源。‎ ‎（4）假设法：将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发生某种故障，运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行推理。‎ 某学生在研究串联电路电压特点时，接成如图所示电路，接通K后，他将高内阻的电压表并联在A、C两点间时，电压表读数为U；当并联在A、B两点间时，电压表读数也为U；当并联在B、C两点间时，电压表读数为零，则出现此种情况的原因可能是（R1、R2阻值相差不大）‎ A．AB段断路 B．BC段断路 C．AB段短路 D．BC段短路 ‎（2020·云南峨山彝族自治县高二期末）用电压表检查如图所示电路的故障，如图所示，分别测得Uad＝‎ ‎5.0 V，Ucd＝0，Uab＝5.0 V，则此故障可能是 A．L断路 B．R断路 C．R′断路 D．S断路 如图所示，开关S闭合电灯不亮，为了检查图中电路故障，现用一根导线进行判断，当导线连接BC时，灯不亮；当导线连接CD时，灯也不亮；当导线连接DE时，灯亮了。则电路故障原因是 A．电阻R断路 B．电灯L断路 C．R、L同时断路 D．变阻器断路 ‎（2020·广东深圳市罗湖区深圳第二实验学校高二月考）如图所示的电路中，闭合电键，灯、正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯变亮，灯变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是 A．断路 B．断路 C．短路 D．短路 ‎（2020·新疆生产建设兵团第十师北屯高级中学高三期中）如图所示的电路中，开关闭合，灯L1、L2正常发光，由于电路出现故障，灯L1突然变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小，则发生的故障可能是 A．R1断路 B．R2断路 C．R3断路 D．R4断路 如图所示，电流表读数为‎0.75 A，电压表读数为2 V，R3为4 Ω。若某一电阻发生断路，则两电表的读数分别变为‎0.8 A和3.2 V。（电压表、电流表为理想电表）‎ ‎（1）试分析哪个电阻发生断路；‎ ‎（2）求电源的电动势和内电阻各为多少；‎ ‎（3）求上述电阻断路时，电源的效率为多少。‎ ‎【参考答案】‎ AD 若AB断路，则AB间与AC间电压相等，BC间电压为零，故A对；若BC断路，则AB间电压为零，故B不符合题意，B错；若AB段短路，则AB间电压为零，C不符合题意，C错；若BC段短路，则AB与AC电压相等，BC间电压为零，D对。‎ B 由于Uad=5.0 V，电压表测的是外电路总电压，说明电键S是好的，用电压表测量得到Uab=5.0 V，说明从b到c到d这一部分电路是通的，故障可能出现在ab之间，由于Ucd=0 V，说明故障在a到c之间，所以故障一定是R断路，所以B 正确。故选B。‎ ‎【名师点睛】本题是对电路故障的分析，当电路中有电流，能组成闭合的回路的时候，电压表就会有示数，否则，电压表就没有示数。‎ 大；则两端电压减小，则变暗；同时路中电阻减小，则电流表示数也将增大；故不符合题意，故C错误。若短路，则电路中总电阻减小，电路中电流增大；变亮；两端的电压减小，故变暗；而电流表所在支路，电阻减小，则电流增大；故的示数增大。‎ A 若R1断路，总外电阻变大，总电流减小，L1两端电压变大，L1变亮；根据串联电路分压规律可知：右侧并联电路的电压减小，通过L2、R4的电流都减小，L2变暗，电流表的读数变小。符合题意。故A正确。若R2断路，电路中没有电流，两灯都不亮，与题不符，故B错误。若R3断路，总外电阻变大，总电流减小，L1两端电压变小，L1变亮暗；根据串联电路分压规律可知：R4的电压增大，电流表的读数变大，L2不亮，不符合题意。故C错误。若R4断路，总外电阻变大，总电流减小，‎ L1两端电压变小，L1变亮暗；根据串联电路分压规律可知：电流表的读数为零，不符合题意。故D错误。‎ ‎【点睛】本题是电路中动态变化分析问题，首先要识别电路的结构，其次按照“局部→整体→局部”的思路进行分析．注意某电阻断路相当电阻变为无穷大.‎ ‎（1）发生断路 （2）4 V 1 Ω （3）80%‎ ‎（1）若断路则电流表的读数将变为零，若断路则电压表的读数将变为零，由题意可知，某一电阻断路后，电压表、电流表还有读数，故只能是发生断路 ‎（2）断路时：‎ 且有：，即①‎ 电源总功率为：‎ 则此时电源的效率为： ‎