第24讲 电路故障与动态电路的计算（原卷版）

第24讲电路故障与动态电路的计算电路故障动态电路的分析电阻阻值与滑动变阻器范围一.电路故障1.电路的三种基本状态是：(1)通路，电路形成回路，电路中有持续电流，电路工作；(2)开路，指电路的某一位置断开，无法形成回路，电路中没有电流，电路不工作；(3)短路，指电源的正负极被导线直接相连，电流不经过用电器直接从电源正极流向负极，【串联电路】1.两个灯都不亮：可能发生断路，或者发生电源短路或两个灯泡均被短路。（1）电路中有电流可证明并非断路（2）无电流，可使用电压表检验（电压表测量有示数，即可判断中间有断路）（3）无电流，可使用导线或电流表检验（并联后另一个灯泡亮起来，中间有断路）2.一个灯泡不亮：不亮的灯泡被短路。二.动态电路1.类似电路，在滑动变阻器移动的过程中，唯一不变的量是电源电压可通过用电器电压之和等于电源电压，得出等式进行计算。2.电路的动态发生可能由于断路、短路的发生导致电流电压的变化。三．滑动变阻器接入电阻的范围1.最大阻值：首先应先进行分析，若随着变阻器阻值的增大，各电表的示数在减小，则变阻器允许的最大阻值即为变阻器铭牌中标注的最大值；若串联电路中，有电压表并联在滑动变阻器两端，则应利用电压表的量程最大值、电路电流值，求变阻器允许的最大阻值，即Rmax=U电压表max/I2.最小阻值：应先确定电路中允许的电流最大值，确定的依据是：电流表的量程、滑动变阻器的铭牌、用电器的额定电流以及并联在用电器两端的电压量程，利用这四者分别求出每一条件下允许的最大电流，取四者中最小的，作为电路中允许的最大电流，然后再根据滑动变阻器之外的用电器两端电压、电源电压来计算滑动变阻器的最小阻值，即Rmin=(U电源-U额)/Imin四．电路的电流、电压的极值1.电路电流的极值：a.电路最大电流：依据电路中用电器的额定电流、电流表的量程来决定，取两者中的最小值作为电路的最大电流值；b.电路最小电流：依据滑动变阻器接入电路的最大阻值决定，此时电路中的总电阻最大，由I=U/R可知此时电路中电流为最小电流：Imin=U电源/R总最大2.用电器两端电压的极值a.最大电压：依据用电器的额定电压，电压表的量程来决定，取两者中的最小阻值作为用电器两端的最大电压值；b.一般是求滑动变阻器的最小电压：此时要根据滑动变阻器之外的用电器的额定电压或电压表的量程来决定，此时要注意电路安全问题，即要注意在变阻器之外的用电器在不超过其额定值及电压表量程的情况下来取最小电压。考点一：电路故障【例1】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。过了一会儿，两电表的示数都突然变大，则该电路中出现的故障可能是（）A．灯L1发生了断路B．灯L1发生了短路C．灯L2出现断路 D．灯L2出现短路26．小明在做测量小灯泡正常发光时的电阻的实验时，闭合开关，电路正常工作，过了一会儿，灯泡熄灭，若故障只发生在灯泡或滑动变阻器上，小明将导线并联在灯泡两端，下列推断正确的是（）A．电流表有示数，一定是灯泡断路B．电流表无示数，一定是滑动变阻器断路C．电压表有示数，一定是灯泡短路D．电压表无示数，一定是滑动变阻器短路考点二：动态电路的分析【例1】小明设计了如图甲所示的风速仪，灯泡的额定电压为5V，其电流与电压的关系如图乙所示。AB为粗细均匀的电阻丝，总电阻为15Ω，OP为不计电阻的金属细杆（与AB接触良好），闭合开关S，无风时OP自然下垂，此时电流表的示数为0.2A。下列说法正确的是（）A．风越大，电阻丝接入电路的电阻越大B．电流表示数越大，说明风力越大C．电源电压是6VD．若灯泡损坏，可以用一根导线替代【例2】如图所示，电源电压保持不变，是定值电阻，R是光敏电阻，其阻值随光照的增强而减小。闭合开关，逐渐减小R的光照强度，电表示数的变化情况是（）

A．A表和V表示数均变大 B．A和V表示数均变小C．A表示数变大，V表示数变小 D．A表示数变小，V表示数变大考点三：电阻的计算与滑动变阻器取值范围【例1】在如图甲电路中，电源电压不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。在滑片P从最右端向最左端滑动过程中，电压表与电流表的示数变化关系如图乙。则下列说法正确的是（）

A．电源电压为5V B．R0最大电压为4VC．定值电阻R0为8Ω D．滑片P在中点时，电流为0.3A【例2】如图甲所示的电路中，电源电压不变，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~15V，滑动变阻器规格为“200Ω1A”，在移动滑片的过程中，电压表的示数与滑动变阻器接入电路的电阻的关系如图乙所示。在保证电路安全的前提下，下列说法正确的是（

）

A．电源电压15VB．R1的阻值10ΩC．R2的变化范围是10~20ΩD．电路中的电流最小为0.15A1．某电子秤的简化电路如图所示，R0是定值电阻，是压敏电阻，其阻值随着压力增大而减小，电源电压恒定不变。闭合开关S，当上方压力F增大时，下列说法正确的是（）A．的阻值变大B．通过的电流变小C．两端的电压变大 D．电压表的示数变大2．如图所示电路，电源电压为4.5V保持不变，当开关S闭合后，只有一个灯泡发光且电压表的示数等于电源电压，产生这一现象的原因可能是（）A．灯泡L1处断路B．灯泡L2处断路C．灯泡L1处短路 D．灯泡L2处短路3．如图电路原来均正常工作，过一会儿，两表中一表示数变大，另一表示数变小，且电路中除了灯泡L和电阻R及其连接外，电路中其他部位连接均无问题，电表也是完好的，则（）A．可能是灯丝短路B．可能是灯丝断了C．灯泡可能仍然发光 D．一定是R短路4．如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中，下列说法正确的是（）

A．电流表的示数不变，电压表V的示数变小B．电流表的示数不变，电压表V的示数不变C．电压表V的示数与电流表的示数比值不变D．电压表V的示数与电流表的示数比值变小5．如图所示的电路，已知电流表的量程为，电压表的量程为0～3V，定值电阻R1的阻值为10，滑动变阻器R2的最大阻值为50，电源电压为6V。开关S闭合后，在滑动变阻器滑片滑动的过程中，为了保护电压表和电流表，下列说法正确的是（）

A．电压表最小示数是1VB．滑动变阻器滑片允许滑到最左端C．电路中允许通过的最大电流是0.6AD．滑动变阻器滑片移动的过程中，电流表先达到最大量程6．如图所示，已知R1=30Ω、R2=10Ω。闭合开关S，将单刀双掷开关S1接a处，滑动变阻器的滑片移到某处，电压表的示数为2V；保持滑动变阻器的阻值不变，将单刀双掷开关接b处，电压表的示数变为1.2V。则滑动变阻器接入电路的阻值为（）

A．15ΩB．20ΩC．25Ω D．30Ω7．如图甲所示，电源电压保持不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω。开关S闭合，滑片从右端滑动到左端的过程中，电压表的示数U和电流表的示数I的关系图像如图乙所示。下列说法不正确的是（）

A．电源电压为6VB．定值电阻R1的阻值为10ΩC．图乙中电流I0的值为0.1AD．当滑动变阻器R2为20Ω时，电流表的示数为0.3A8．如图甲所示电路，R2为定值电阻，电源电压不变，闭合开关S，将滑片P从b端移动到a端的过程中，电流表和电压表示数变化关系如图乙所示，下列说法错误的是（）A．滑动变阻器的最大阻值为15ΩB．定值电阻R2的阻值为5ΩC．滑动变阻器滑片P在b端时，R2两端电压为1VD．电源电压为4.5V9．图甲是探究欧姆定律的实验电路，电源电压恒定，R1是滑动变阻器，R2是定值电阻；图乙中的a、b分别是将滑动变阻器R1的滑片从最左端移动到最右端的过程中，电流表A的示数随两电压表V1、V2的示数变化关系图像。下列说法中正确的是（）A．图线b是电流表A的示数随电压表V1的示数变化关系图像B．当电压表V1、V2的示数相等时，滑片在滑动变阻器的中点位置C．电源电压是6VD．定值电阻阻值是1Ω10．图甲是一种测温电路，温度表由量程为3V的电压表改装而成，电源电压恒为6V，R的阻值为40Ω，热敏电阻的阻值Rt随温度t变化的关系如图乙所示。下列选项错误的是（）A．电路可测量的最高温度为50℃B．温度表的10℃应标在电压表2V刻度处C．若将U增大3V，R增大60Ω，电路可测量的最高温度将增大D．若仅将U减小，电路可测量的最高温度将增大11．利用如图甲所示的电路探究电流和电阻的关系，电源电压保持3V不变，分别将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R连入电路，按实验要求测得通过各定值电阻的电流，描绘出如图乙所示的图像，则下列判断正确的是（）A．实验中电压表的示数保持1V不变B．当R短路时，电压表有示数，电流表无示数C．电压一定时，电阻和电流成正比D．将R从5Ω换成10Ω后，应将滑片向右移12．如图，电源电压不变，闭合开关S后，灯L1、L2都发光，一段时间后，两盏灯突然熄灭，此时电流无示数，电压表有示数，则产生这一现象的原因是（）A．灯L1短路B．灯L2短路C．灯L1断路 D．灯L2断路13．如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关时，滑动变阻器的滑片P从端滑到端，电压表示数与电流表示数的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是（）A．定值电阻的阻值是 B．定值电阻的阻值是C．滑动变阻器的阻值范围是 D．滑动变阻器的阻值范围是14．在如图所示的电路中，电源电压不变，闭合开关S，电路正常工作，过一会儿，灯L1突然变亮，电流表、电压表示数都变大。该电路中可能出现的故障是（）A．灯L1短路B．灯L1断路C．电阻R短路 D．电阻R断路15．如图所示的电路中，、均为定值电阻，且电源电压保持不变，闭合开关，一段时间后电阻发生断路故障，则（）A．电流表示数变小，电压表示数变小 B．电流表示数变小，电压表示数变大C．电流表示数变大，电压表示数变大 D．电流表示数变大，电压表示数变小16．如图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关，电路正常工作，过了一会儿，有灯泡熄灭，两个电表中只有一个电表的示数变大。若电路中只有一处故障，则故障可能是（）A．灯泡L1断路B．灯泡L2断路C．灯泡L1短路 D．以上情况都不对17．关于如图所示的电路，忽略导线的电阻，在S1，S2都闭合后，下列说法正确的是（）A．L1与L2的亮度一定不同 B．L1与L2两端的电压一定不相等C．若L1被短路，则L2一定不亮 D．通过L1与L2的电流一定相等18．如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关时，滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端，电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示，下列说法正确的是（）

A．电源电压是3VB．定值电阻R的阻值是60ΩC．若定值电阻R接触不良时，电流表示数为0，电压表示数为9VD．滑动变阻器的阻值范围是0~18Ω19．如图所示，电源电压恒为16V，电流表量程0～0.6A，电压表量程0～15V，小灯泡规格“5V

2.5W”，滑动变阻器规格“190Ω

1A”。若不考虑小灯泡阻值随温度的变化，要求电路中各元件均安全工作，小灯泡两端电压不超过额定电压。闭合开关，下列说法正确的是（）

A．滑片向右滑动，电流表、电压表示数均变小B．电流表的示数变化范围是0.1A～0.6AC．电压表的示数变化范围是10V～15VD．滑动变阻器的调节范围是22Ω～150Ω20．如图﹣1所示，电源电压恒定，定值电阻R0的阻值为8Ω。将滑动变阻器的滑片从a端滑到中点的过程中，电压表示数U与电流表示数I之间的关系图像如图﹣2所示。下列说法正确的是（）

A．电压表测量R0两端的电压B．滑动过程中，电压表示数与电流表示数的比值不变C．滑动变阻器R的最大阻值为8ΩD．电源电压为9V21.如图所示，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P位于a点时，电压表的示数为3V；当滑片P从a点向左滑动2cm后，电压表示数变为4V；若滑片P继续向左滑动4cm后，电压表示数变为（）A．16V B．12V C．8V D．6V22．如图所示的电路中，电源电压为6V，当开关S闭合后，灯泡L1和L2都不亮，用理想电压表测得各部分电压是Uab=6V，Uad=6V，Ucd=0V。如果已知只有一处电路故障，则该故障可能是（）A．L1的灯丝烧断了B．L2的灯丝烧断了C．开关处断路 D．bc间