专题09串联电路故障分析-上海市2024年中考复习资料汇编（培优专用）2

专题09串联电路故障分析一、串联电路故障简介1．串联电路发生的故障在大多情况下，都是用电器（小灯或电阻）出现了短路和断路。短路实际上就是它的电阻减小变为零（相当于一条导线）；断路就是该处电阻变为无穷大（相当于断开的开关），该处无电流通过。2．串联电路的单故障如下图所示，小灯与电阻串联，发生单故障时（即“一好一坏”）有四种情况：R断路；R短路；L断路；L短路。3．串联电路的双故障（一般情况下不考）串联电路双故障有3种情况：R和L都断路；R断路且L短路；R短路且L断路。二、常用到的分析方法1．在分析时，电流表的电阻可以认为是零（即把它当作一条导线处理）；电压表的电阻可以认为为无穷大（即把它当作断路处理）。2．利用欧姆定律和串、并联电路规律分析，电源电压可以认为是不变的。3.注意在写电表示数情况时，有两种典型情况：一是根据题目要求写变化情况，如“变大”、“变小”或“不变”等；二是要写示数具体多大，通过计算得出，大多用给出的已知字母表示。4.大多数题目，根据电表示数的变化情况或小灯的发光情况进行分析判断。三、电路故障对于电流表、电压表示数的影响如图所示，电源电压为U0，电阻R和电灯串联接入电路，闭合开关后，电路正常工作，小灯发光；过一段时间，R1或R2有一个出现故障，分析电流表、电压表示数的变化情况。（1）当电灯L短路时，此时的电路等效于图1；此时RL=0，电流表A的示数为：I=U/R，电压表V的示数为电源电压U0，小灯不发光；图图1图2（2）当电灯L断路时，此时的电路等效于图2；此时电路断开，所以电流表A的示数为0，电压表V的示数为0，小灯不发光；（3）当电阻R短路时，此时的电路等效于图3；此时R=0，电流表A的示数为I=U/RL；电压表被短路，示数为0，小灯发光。图图3RRLSAV图4RRLSAV（4）当电阻R断路时，此时的电路等效于图4；电压表与灯串联在电路中，因为电压表V自身的电阻很大，几乎不通电，所以电路中无电流，电流表A的示数为0；电源电压基本被电压表分掉，可以认为电压表的示数为电源电压U，此时小灯不发光。四、串联电路故障情况一览表（仅以图示电路分析）电路图电表示数故障AV1V2有示数无示数有示数（电源电压）R1短路有示数有示数（电源电压）无示数R2短路无示数有示数（电源电压）无示数R1断路无示数无示数有示数（电源电压）R2断路五、例题分析【例题1】（2023虹口一模）在图所示的电路中，电源电压为U0，电阻R1、R2的阻值均为R0。闭合开关S，两电表中至少有一个电表示数会发生变化。若电路中仅有一处故障，且只发生在R1、R2上，根据以上信息，写出闭合开关S后电流表和电压表的示数及对应的故障。。【例题2】（2023黄浦一模）在如图所示电路中，电源电压保持不变。电路中仅有一处断路故障，且只发生在电阻R1、R2上。若在电路中添加一个电表判断故障，小明设想了两种方案：A．在MN两点间并联电压表；B．在N点处串联电流表。①判断方案是否可行；②写出判断理由。（2023宝山二模）在图电路中，电源电压为U0保持不变。闭合开关S，灯L不发光。若电路中只有一处故障，且只发生在灯L或电阻R上。①现将一只电压表并联在电阻R两端，只依据电压表的示数无法确定具体的故障，则此时电压表的示数；A．等于0

B．大于0、小于U0C．等于U0

D．大于U0②继续在电路中再串联一只电流表，根据电流表指针偏转情况可确定具体故障。请写出闭合开关S后，电流表指针偏转情况及对应的故障：。【例题4】（2023普陀二模）在如图所示的电路中，电源电压为U0保持不变，电阻R1和R2的阻值均为R0。闭合开关S，电压表示数不变，电路中仅有一处故障且只发生在电阻R1、R2上。结合以上信息，若在电路中再添加一个检测小灯判断故障，则可行的是。A．在MN两点间并联一个检测小灯LB．在NQ两点间并联一个检测小灯L请写出接入检测小灯L后的操作，电表示数情况和检测小灯的发光情况及对应的故障。四、综合训练1.（2023崇明二模）在如图所示的电路中，电源电压为6伏，若电路中仅有一处故障，且只发生在电阻R、灯L上。电键S闭合前后，电压表指针的位置不变，且灯不亮，请根据相关信息写出电压表的示数及相应的故障。2.（2023奉贤二模）在图所示，电源电压为U0，电阻R1、R2的阻值均为R0。闭合开关S前后，电流表示数会发生变化。若电路中仅有一处故障，且只发生在R1、R2上，则电流表示数变化量为；现并入一个电压表来判断故障，请写出闭合开关S后电压表并入电路中的位置、电压表的示数及对应的故障。3.（2023虹口二模）在图所示的电路中，电源电压为U0，电阻R1、R2的阻值均为R0，闭合开关S，发现电压表示数变小。现电路中是否存在故障未知，仅知若电路存在故障，可能发生在电阻R1、R2上，其他元件仍保持完好。请写出电路所有可能的情况，以及闭合开关S后相对应的电流表和电压表的示数。4.（2023黄浦二模）在如图所示的电路中，电源电压为U0保持不变，断开开关S，电压表示数为U0。已知电路中仅有一处故障；且只发生在电阻R1或R2上。若用完好的电阻R0替换电阻R1或R2判断故障，则可行的是。A．用R0替换R1

B．用R0替换R2请写出替换后的操作、电表的示数情况及对应的故障。5.（2023嘉定二模）在图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1、R2的阻值均为R0。闭合开关S，电路正常工作，电压表V1的示数为U0。一段时间后，观察到电压表V1的示数突然变大。若电路中仅有一处故障，且只发生在电阻R1或R2上。现在电路中仅添加一个电表来进一步确定故障，甲、乙、丙同学提出三种方案。甲同学：在MN两点间并联电流表A乙同学：在NP两点间并联电压表V2丙同学：在M点串联电流表A你认为哪位同学的方案可行？_____并写出按此方案闭合开关S后，所有电表的示数及相对应的故障。_______6.（2023金山二模）如图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关S，电路正常工作，一段时间后灯L熄灭。若电路中仅有一处故障，且只发生在电阻R或灯L上。①以下判断正确的是（选填字母）。A．将电压表并联在ad两点，闭合开关，可判断灯L是否短路；B．将电压表并联在cd两点，闭合开关，可判断灯L是否断路；C．将电流表并联在bd两点，断开开关，可判断电阻R是否断路。②若将电流表串联在电路中，电压表并联在cd两点，请写出闭合开关S后电流表和电压表有无示数及相对应的故障：。7.（2023闵行二模）在图4所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，电路正常工作。一段时间后观察到电压表示数变大。若电路中仅有一处故障，且只发生在电阻R1或R2上。RR1R2VS图4①电路中可能存在的故障是。②现用完好的变阻器R0替换电阻R1，闭合开关，移动滑片使变阻器阻值减小。请指出不同故障下，移动滑片时电压表示数的变化情况。8.（2023浦东新区二模）如图所示，电源电压为U且保持不变。由于接线柱接触不良导致电阻R1、R2中的一个发生了断路故障。为了判断故障，现有以下两种方案可供选择：RR1R2AVSP（1）你认为方案_________可行（选填“一”、“二”或“一和二”）；（2）根据你选择的方案，写出观察到的现象及其对应的故障：_________。9.（2023青浦二模）在图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1、R2的阻值均为R0。闭合开关S，电路正常工作。一会儿后，电路发生了故障，电压表的示数由U0变为2U0。若电路中仅有一处故障，且只发生在R1、R2上，根据以上信息，写出电流表的示数变化及对应的故障。10.（2023松江二模）在图所示电路中，电源电压为U且保持不变，闭合开关S，电路正常工作。一段时间后，灯突然熄灭。若电路中只有一处故障，且只发生在灯L或电阻R上，在电路中添加一个电压表来判断故障。①若将电压表并联在ab两端，观察到电压表示数为零，则故障是___________；②若将电压表并联在ab两端，观察到电压表示数为U，为了进一步确定故障，以下方案可行的是___________（选填“A”、“B”或“C”）；A．将电压表并联在bc两端，开关处于闭合状态B．将电压表并联在bc两端，开关处于断开状态C．将电压表并联在bd两端，开关处于断开状态写出所选方案下，电压表的示数情况及其对应的故障：___________。11．（2023徐汇二模）在如图所示的电路中，电源电压为U且不变。（1）若闭合开关S，向右移动滑动变阻器的滑片P，电压表V的示数______（选填“变大”、“不变”或“变小”）。（2）若闭合开关S，电路正常工作，一段时间后，发现电压表的示数变为零，已知电路中仅有一处故障，且只发生在变阻器R1或电阻R2上。电路中的故障可能是______；请写出在现有电路中进一步确定故障的操作方法、电压表示数的变化情况及对应的故障。______12.（2023杨浦二模）在如图6所示的电路中，电源电压不变，电阻R1或R2中的一个出现了断路故障。为进一步确定故障，可将________与电阻R1位置互换（选填“R2”或“开关”）。请写出互换后的操作及进一步判断故障的方法：________。图图6AR1SR213.（2023长宁二模）在图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关S，发现电压表V的示数为零，已知电阻R1、R2中仅有一个出现了故障。以下方案中，能准确判断故障的方案是；方案A：将另一个电压表V1并联在电阻R2的两端；方案B：将一个电流表A串联在电路中；根据所选方案，写出闭合开关后接入电表的示数情况及对应的故障。在图4电路中，电源电压U0保持不变。闭合开关S，发现只有一个电表的示数发生变化。已知电路中仅有一处故障，且只发生在灯L或电阻R上。图图4根据以上信息，写出闭合开关S后，小灯L的发光情况、电压表V的示数及相对应的故障。15在图3所示的电路中，电源电压为U0保持不变，R1、R2的阻值完全相同都为R0，闭合开关S，两电表都有示数。一段时间后发现，其中一个电表的示数变为零。若电路中只有一处故障且故障只发生在R1、R2上，请写出相应的两个电表示数及对应的故障．16.（2023嘉定一模）在图6所示的电路中，电源电压为U保持不变，电阻R1、R2的阻值均为R0。闭合开关S，电路正常工作。一段时间后，观察到电流表的示数突然变大。电路中仅有一处故障，且只发生在电阻R1或R2上。若在电路中添加一个电表判断故障，以下可行的是。SSR1R2图6NPMA．在M点串联电压表B．在NP两点间并联电流表C．在NP两点间并联电压表请写出接入电表并闭合开关S后，所有电表的示数情况及对应的故障。17.（2023金山一模）在图7所示的电路中，闭合开关S，发现灯L不发光。已知电路中仅有一处故障，且只发生在电阻R、灯L上，现通过接入一个电压表来判断故障。CCABSL图7①将电压表接入到两点之间，且开关S断开，观察电压表示数是否为零，可判断故障灯L是否（选填“短路”或“断路”）。②若已排除上述故障，为判断具体故障，将电压表接入AB两点之间。请写出开关闭合前后，电压表的示数变化情况及其对应的故障：。18如图6所示的电路中，电源电压保持不变，R1、R2、R3为规格相同的三个电阻，其中一个存在短路故障。①闭合开关S，电源发生短路（选填“可能”或“不可能”）。②为了检测出具体故障所在，将电阻R1和R3的位置互换。请写出互换前后电流表示数的变化情况及对应的故障。图图6SR3R2R1A在图5所示的电路中，闭合开关S，灯L不亮，若电路中仅有一处故障，且只发生在灯L、电阻R上。SSRL图5①请判断该电路中存在的故障可能是（）。A．R断路 B．R短路 C．L断路 D．L短路②为进一步检测故障所在，小李认为：在图5的电路中将一个电压表正确并联在灯L两端，闭合开关S，通过观察电压表示数情况，可以确定故障所在。你认为小李的方案是否可行，说出理由。20.（2023青浦一模）在图5所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关S，观察到只有一个电表的指针发生偏转。已知电路中仅有一处故障，且只发生在电阻R1或R2上。请写出闭合开关后的操作、电表示数变化情况及其对应的故障。图图5R1R2SPAV）如图4所示电路中，电源电压保持不变，电路中仅有一处故障，且只发生在电阻R1、R2上。现在电路中串联一