專項突破(五)電路故障與動態(tài)分析電路故障分析,都是給出電路產生的故障,讓判斷產生的原因或造成的電路變化。常用的解題步驟:電路出現(xiàn)故障,一般有兩種情況:(1)發(fā)生短路;(2)發(fā)生斷路。而在每種情況下,主要體現(xiàn)為電表示數(shù)和用電器是否正常工作。具體分析如下表:動態(tài)電路分析,都是由滑動變阻器滑片移動引起的電表示數(shù)變化和燈泡亮暗程度(電功率的變化),雙開關開閉引起的電表示數(shù)變化和燈泡亮暗程度(電功率的變化)。常用的解題步驟:(1)滑動變阻器引起的動態(tài)電路分析:串聯(lián)電路(如圖甲所示)甲分析思路如下: 并聯(lián)電路(如圖乙所示)乙分析思路如下: (2)開關通斷引起的動態(tài)電路分析(分析思路如下):命題點1命題點2命題點1電路故障分析典題1(2016湖北宜昌中考,14,2分)如圖所示電路,當開關閉合,兩燈正常發(fā)光,使用中發(fā)現(xiàn)兩燈突然熄滅,電流表無示數(shù),電壓表示數(shù)增大,則故障可能是()A.燈L1被短路B.燈L2被短路C.燈L1斷路D.燈L2斷路命題點1命題點2答案 D解析 燈L1被短路時,電路中有電流,電壓表有示數(shù),燈L2亮,與題意不符,故A錯誤;燈L2被短路時,電路中有電流,電壓表有示數(shù),燈L1亮,與題意不符,故B錯誤;燈L1斷路,電路中無電流,電壓表示數(shù)為零,電流表示數(shù)為零,兩燈泡不亮,與題意不符,故C錯誤;燈L2斷路,電路中無電流,燈不亮,電壓表有示數(shù)且等于電源電壓,電流表無示數(shù),與題意不符,故D正確。方法歸納串聯(lián)電路中若電流表有示數(shù)說明電路不可能斷路,只能是某部分短路,若電流表無示數(shù)可能是電路斷路或電流表被短路。電壓表有示數(shù)說明電壓表所測的元件不可能短路。命題點1命題點2命題點2電路的動態(tài)分析典題2(2016廣西玉林、防城港、崇左中考)如圖是酒精濃度檢測儀的簡化電路圖,圖中R0為定值電阻、R為酒精氣體傳感器,R的電阻值隨酒精氣體濃度的增大而減小。如果駕駛員對著酒精氣體傳感器呼出的酒精氣體濃度越大,那么()A.A表示數(shù)越大,V表示數(shù)越小B.A表示數(shù)越小,V表示數(shù)越大C.A表和V表示數(shù)均越小D.A表和V表示數(shù)均越大命題點1命題點2答案 D解析 由題意可知,酒精氣體濃度越大,傳感器R的電阻越小,串聯(lián)電路的總電阻越小,根據(jù)歐姆定律可知,電路中的電流變大,即電流表的示數(shù)變大;電壓表測量定值電阻R0兩端的電壓,R0的阻值不變,通過R0的電流變大,所以兩端的電壓變大,即電壓表的示數(shù)變大,故選D。方法歸納對于電路的動態(tài)分析要抓住“變”與“不變”的關系?！安蛔儭钡年P系就是電源電壓不變,也就是串聯(lián)電路的兩端電壓之和不變,或并聯(lián)電路兩端的電壓不變?！白儭钡氖亲兓碾娮枰鸬膶碾娏髋c電壓的變化。找與“不變”的量就可以確定問題的答案了。1.(2016四川南充中考,19,2分)在如圖所示的電路中,電源電壓保持不變。開關S閉合后,滑片P在滑動變阻器R2的某兩點之間滑動的過程中,電流表的示數(shù)變化范圍是1 A2 A,電壓表的示數(shù)變化范圍是4 V8 V。則定值電阻R1=4 ,電源電壓U=12 V。導學號02670152解析 當電路中的電流為1 A時,電壓表的示數(shù)為8 V,串聯(lián)電路中各處的電流相等,且總電壓等于各分電壓之和,電源的電壓U=I1R1+U滑=1 AR1+8 V當電路中的電流為2 A時,電壓表的示數(shù)為4 V,電源的電壓U=I2R1+U滑=2 AR1+4 V又因為電源的電壓不變,所以1 AR1+8 V=2 AR1+4 V,解得R1=4 ,電源的電壓U=2 AR0+4 V=2 A4 +4 V=12 V。2.(2016黑龍江綏化中考,21,2分)如圖所示,電源電壓不變,開關S由閉合到斷開時,電流表的示數(shù)將減小,電壓表的示數(shù)將不變。(選填“增大”“減小”或“不變”)導學號02670153解析 由題圖知,電壓表測電源電壓,且電源電壓不變,所以開關S由閉合到斷開時,電壓表的示數(shù)將不變;S閉合時,R與L并聯(lián),電流表測干路電流,干路電流等于R與L的電流之和;S斷開時,只有L連入電路中,電流表測L支路的電流;因為并聯(lián)電路各支路互不影響,所以S斷開后通過L的電流不變,由于L支路的電流小于干路電流,所以電流表示數(shù)減小。3.(2016江蘇南京中考,18,4分)如圖所示,電源電壓不變,R1=2 ,R2=3 ,R3=4 。只閉合S,電流表A1、A2示數(shù)之比為11,電壓表V1、V2示數(shù)之比為13。再閉合S1、S2,電流表A1、A2示數(shù)之比為35,電壓表V1、V2示數(shù)之比為11。導學號02670154解析 (1)只閉合S,R1與R3串聯(lián),電流表A1、A2測量電路中的電流,由于根據(jù)串聯(lián)電路中處處電流相等,則電流表A1、A2示數(shù)之比為1 1;電壓表測量R1兩端的電壓,電壓表V2測量R1與R3兩端的總電壓,根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的電阻特點可得:電壓表V1、V2示數(shù)之比為U1U=IR1I(R1+R3)=R1(R1+R3)=2 (2 +4 )=13。(2)再閉合S1、S2,R1與R2并聯(lián),電壓表V1、V2測量并聯(lián)電路兩端的電壓,由于并聯(lián)電路兩端電壓相等,所以電壓表V1、V2示數(shù)之比為11;電流表A1測量R1的電流,電流表A2測量干路電流,根據(jù)歐姆定律和并聯(lián)電路的電流特點可得:電流表示數(shù)A1、A2之比為4.(2016四川樂山中考)如圖所示,電源電壓為U,有兩只完全相同的燈泡L1、L2,當只閉合S2時,A表示數(shù)為I,則下列說法正確的是( )答案C 5.(2016安徽黃山模擬)如圖甲所示為氣敏電阻隨有害尾氣濃度變化的曲線,某物理科技小組利用氣敏電阻設計了汽車有害尾氣排放檢測電路,如圖乙所示,電源電壓恒定不變,R為氣敏電阻,L為指示燈。當有害尾氣濃度增大時( )A.電壓表的示數(shù)增大,指示燈亮度增大B.電壓表的示數(shù)減小,指示燈亮度增大C.電壓表的示數(shù)減小,指示燈亮度減小D.電壓表的示數(shù)增大,指示燈亮度減小導學號02670156答案B解析 由題圖甲可知當有害尾氣濃度增大時,氣敏電阻的阻值變小。由歐姆定律可知,題圖乙中串聯(lián)電路的電流變大,所以指示燈亮度增大,指示燈兩端的電壓增大,由串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知氣敏電阻兩端的電壓減小,即電壓表的示數(shù)減小。故選B。6.(2016安徽淮南田家奄模擬)如圖所示電路中,電源電壓保持不變。閉合開關S,電路正常工作。過了一會兒,兩電表的示數(shù)都變大,則該電路中出現(xiàn)的故障可能是( )A.燈L短路B.燈L斷路C.電阻R斷路D.電阻R短路導學號02670157答案A解析 由電路圖可知,該電路為定值電阻與燈泡組成的串聯(lián)電路。電流表測串聯(lián)電路中電流,電壓表測定值電阻兩端的電壓。過了一會兒,兩電表的示數(shù)都變大,說明電路中的電流變大,定值電阻兩端的電壓變大,由電流變大可知電路故障是短路,不是開路;由定值電阻兩端電壓增大可知定值電阻不可能短路,所以只能是燈泡短路。故選A。7.(2015山東泰安中考)如圖所示電路,電源電壓為3 V,當開關S閉合后,只有一盞燈泡發(fā)光且電壓表的示數(shù)為3 V,產生這一現(xiàn)象的原因可能是( )A.燈泡L1處短路B.燈泡L2處短路C.燈泡L1處斷路D.燈泡L2處斷路導學號02670158答案A解析 由電路圖知,兩燈泡串聯(lián),電壓表與L2并聯(lián),測量L2兩端的電壓,因為閉合開關后,有一盞燈泡發(fā)光,因此電路發(fā)生短路故障;又因為電壓表有示數(shù),并且等于電源電壓,所以L1被短路。8.(2016安徽阜陽潁上模擬)如圖所示是小明同學測定小燈泡電阻的電路圖,當閉合開關S時,發(fā)現(xiàn)燈不亮,電流表、電壓表均無示數(shù)。若電路故障只出現(xiàn)在燈L和變阻器R中的一處,則下列判斷正確的是( )A.燈L短路B.燈L斷路C.變阻器R短路D.變阻器R斷路導學號02670159答案D解析 由于是串聯(lián)電路,電壓表和電流表都無示數(shù),說明電路是斷路,又由于電路故障只出現(xiàn)在燈L和變阻器R中的一處,若燈L斷路,電壓表會有示數(shù),所以只能是變阻器R斷路。9.(2016甘肅蘭州中考,13,2分)如圖所示,電源電壓保持不變,閉合開關S,下列說法正確的是( )A.向右移動滑片P,電壓表V1的示數(shù)變小B.向右移動滑片P,電壓表V2的示數(shù)變小C.向左移動滑片P,電流表A的示數(shù)變大D.向左移動滑片P,電壓表V1與電流表A的示數(shù)比值不變導學號02670160答案D解析 由題圖可知,閉合開關S,兩電阻串聯(lián),電流表測電路中電流,V1測R2兩端電壓,V2測總電壓,電源電壓保持不變,所以滑片移動中V2的示數(shù)不變,故B錯誤;滑片向右移動時,R1連入阻值變小,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理知,R2分得電壓增大,即V1示數(shù)變大,故A錯誤;滑片向左移動時,R1連入阻值變大,電路的總電阻變大,由歐姆定律可知電路中電流變小,故C錯誤;由歐姆定律可知,電壓表V1與電流表A的示數(shù)比值大小等于R2的阻值,所以兩表比值不變,故D正確。10.(2016四川涼山中考)如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,閉合開關S,將滑動變阻器的滑片P向左移動,下列說法中正確的是( )A.電壓表的示數(shù)不變,電流表A1的示數(shù)變大B.電壓表的示數(shù)變大,電流表A1的示數(shù)變大C.電流表A1的示數(shù)和電流表A2的示數(shù)同時變小D.電流表A1的示數(shù)和電流表A2的示數(shù)同時變大導學號02670161答案.C解析 由電路圖知,定值電阻與滑動變阻器并聯(lián),電流表A1測通過滑動變阻器的電流,電流表A2測干路電流,電壓表測并聯(lián)電路電壓,即電源電壓;由于電源電壓U不變,所以電壓表示數(shù)不變,故B錯誤;滑動變阻器的滑片P向左移動,滑動變阻器接入電路的阻值R變大,由 可知,通過滑動變阻器的電流變小,電流表A1示數(shù)變小,故D錯誤;電源電壓不變,R1的電阻不變,則通過R1的電流不變,由并聯(lián)電路特點知,干路電流變小,電流A2表示數(shù)變小,綜合上述分析可知,C正確。11.(2016江蘇揚州中考,10,2分)小明在醫(yī)院看到一種輸液警報器(如圖甲),當管內藥液流完時,電鈴發(fā)聲,報警器內部有一可變電阻,當輸液管內有液體時,電阻大,無液體時,電阻小,電路如圖乙所示,則當閉合開關報警器工作時,分析正確的是 ( )A.輸完藥液時,電流表示數(shù)變小B.輸完藥液時,電壓表示數(shù)變小C.輸完藥液時,電鈴響的原因是其兩端電壓變大,電鈴正常工作D.未輸完藥液時,電鈴不響是因為沒有電流通過導學號02670162答案C解析 由題意知,當輸完藥液時,警報器內的電阻較小,未輸完藥液時,警報器內的電阻較大;由歐姆定律公式 可知,當輸完藥液時,警報器內的電阻較小,電路中的電流較大,電流表的示數(shù)變大,故A錯誤;由A知,輸完藥液時,電路中的電流變大,所以電鈴兩端的電壓變大,故B錯誤;輸完藥液時,電鈴兩端的電壓變大,所以電鈴可以正常工作而發(fā)聲,故C正確;未輸完藥液時,電阻較大,電流較小,電鈴不響,并不是因為沒有電流,而是因為電流較小造成,故D錯誤。12.(2016山東煙臺中考)如圖所示電路中,電源兩端電壓保持不變,R1為定值電阻,R2為滑動變阻器。閉合開關S后,滑動變阻器滑片P自b向a移動的過程中( )A.電壓表V1的示數(shù)變大,電路消耗的總功率變小B.電壓表V2的示數(shù)不變,電路消耗的總功率變大C.電流表A的示數(shù)變大,電壓表V1的示數(shù)與電流表A的示數(shù)之比變大D.電流表A的示數(shù)變大,電壓表V2的示數(shù)與電流表A的示數(shù)之比變大導學號02670163 答案B解析 由電路圖可知,R1與R2串聯(lián),電壓表V1測R2兩端的電壓,電壓表V2測電源的電壓,電流表測電路中的電流。因電源兩端電壓保待不變,所以,滑片移動時,電壓表V2的示數(shù)不變,滑動變阻器滑片P自b向a移動的過程中,接入電路中的電阻變小,電路中的總電阻變小,由 電路中的電流變大,即電流表的A的示數(shù)變大,由U=IR可知,R1兩端的電壓變大,因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,R2兩端的電壓變小,即電壓表V1的示數(shù)變小,故A錯誤;因電壓表V1的示數(shù)變小,電壓表V2的示數(shù)不變,電流表A的示數(shù)變大,所以,電壓表V1的示數(shù)與電流表A的示數(shù)之比變小,電壓表V2的示數(shù)與電流表A的示數(shù)之比變小,故C、D錯誤;由P=UI可得,電路消耗的總功率變大,故B正確。13.(2015福建福州中考)如圖所示,閉合開關S,兩燈均不亮,電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù),則故障是( )A.燈L1開路B.燈L2開路C.燈L1短路D.燈L2短路導學號02670164答案B解析 由電路圖可知,兩燈泡串聯(lián),電流表測電路電流,電壓表測燈L2電壓;如果燈泡L1開路,整個電路開路,電壓表、電流表指針不會偏轉。A選項不符合題意;如果L2開路,電壓表串聯(lián)入電路,電壓表測量電源電壓,指針會明顯偏轉;電路中無電流,即電流表示數(shù)為零。B選項符合題意;如果燈泡L1短路,電路電阻較小,電流表指針偏轉角度應較大。C選項不符合題意;如果L2短路,電路電阻較小,電流表指針偏轉角度應較大;電壓表相當于與導線并聯(lián)無示數(shù)。D選項不符合題意。故選B。14.(2016山東濱州中考)在右圖所示的電路中,電源電壓保持不變,當開關S閉合,滑動變阻器滑片P向右移動時,電流表和電壓表示數(shù)的變化分別為( )A.電流表的示數(shù)變小,電壓表的示數(shù)變大B.電流表的示數(shù)變大,電壓表的示數(shù)變小C.電流表的示數(shù)變小,電壓表的示數(shù)不變D.電流表的示數(shù)變小,電壓表的示數(shù)變小導學號02670165答案C解析 本題考查動態(tài)電路問題。電壓表測電源的電壓且電源的電壓不變,所以電壓表的示數(shù)不變;當滑動變阻器的滑片P向右移動時,滑動變阻器接入電路的電阻變大,因為 ,R1兩端的電壓不變;所以R2支路的電流變小,R1支路的電流不變,因為并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以干路電流變小,即電流表的示數(shù)變小。