专题05 动态电路与故障分析（原卷版）

专题05动态电路与故障分析【解题技巧】一、动态电路题型：含滑动变阻器的串并联电路分析，由开关断开闭合引起的电路分析。此类问题一定要从局部电路电阻的变化→整体电流变化→局部电路电压电流变化，甚至于电功率的变化问题。二、故障电路：1.电路故障有短路和断路两种类型

电路中出现短路时,电路中有电流通过(电流表有示数),被短路两点之间没有电压

电路中出现断路时,断路部分没有电流通过(电流表无示数),断路两点之间有电压。【例题精析】一．电流表、电压表在判断电路故障中的应用1．如图所示，电源电压3V保持不变，当开关S闭合时，电压表V1的示数为0V，电压表V2的示数为3V，电流表示数为0.2A，小灯泡不发光；向右移动滑动变阻器的滑片，电压表示数均不变，电流表的示数变小。下列关于电路故障判断，正确的是（）A．小灯泡开路，滑动变阻器连接正常 B．小灯泡短路，滑动变阻器连接正常 C．滑动变阻器开路，小灯泡连接正常 D．滑动变阻器短路，小灯泡连接正常2．在如图所示的电路中，R1、R2为定值电阻且阻值相等，电源电压保持不变。闭合开关S后，电路正常工作，电压表示数为U，电流表示数为I。一段时间后电路出现故障，若电路中只有一处故障，且只发生在电阻R1或R2上。为查找故障，断开开关将电阻R1和R2的位置互换，再闭合开关观察电表示数。请根据信息写出互换前后两电表的示数及其对应的故障。示例：电压表示数从0变为2U，电流表示数始终为0，则R1断路。（写出示例以外的所有情况）。3．AB和CD是完全相同的两条带有绝缘皮的导线，它们并行地埋设在甲、乙两地之间，如图甲所示（假设AB和CD导线单位长度的阻值为r）。由于深埋地下，当两导线上发生断路、两导线之间发生短路及发生漏电现象（即相当于两根导线之间在漏电处接入一个未知电阻）时，故障位置不容易被观察到。为了判断故障的类型和位置，维修人员通常在导线的左右两侧安装检测电路。若在左侧安装检测电路，其中已知电阻R0为保护电阻，右侧加装电压表V2，如图乙所示。若电流表有示数，且电压表V1与电压表V2的示数几乎相同，可视为导线无故障。请分析维修人员检测数据，回答下列问题：（1）若检测电路中电流表示数为0，电压表V2示数为0，表明输电线故障为。（2）若检测电路中电流表为I，电压表V1示数为U，电压表V2示数为0，表明输电线故障为。则故障处与甲地的距离约为。（用r、I、U、R0表示）（3）若检测电路中电流表为I，电压表V1示数为U，电压表V2示数为U′，且U′明显的比U小，则表明输电线故障为。则故障处与甲地的距离约。（用r、I、U、U′、R0表示）4．如图，电源电压恒定，R0为定值电阻，在压敏电阻Rx上放有托盘，托盘上放有底面积为100cm2，上端开口面积为75cm2的100g容器（不计托盘的质量），容器装有适量水，闭合开关，用轻质足够长的硬杆连接不吸水密度均匀的实心长方体，使其缓慢浸没于水中．当水对容器底部的压强为800Pa时，容器对压敏电阻Rx的压力为F1，电压表示数为6V；当硬杆的力为2.5N时，物体静止在容器底部，物体上表面距水面0.5cm，容器对电阻Rx的压强相比未放入物体时变化了2750Pa（若溢出水，则溢出的水不会滞留在容器外壁和托盘中）．图乙是水对容器底部的压强与物体下表面浸入水中深度H的图象．压敏电阻上表面的受力面积为20cm2，其电阻值Rx，随压力F的变化关系如表．（g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）F/N891011…1718Rx/Ω28221816…119（1）求未放入物体时，容器中水的质量；（2）求水对容器底部的压强p1；（3）长方体所受的重力；（4）若撤去硬杠上的力，长方体静止在水中，此时水对容器底部的压强为p2，容器对压敏电阻Rx的压力为F2，电压表示数为4V，求该电路的电源电压．二．电路的动态分析5．如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向左移动，下列说法中正确的是（）A．电流表A1的示数变小，电流表A2的示数变大 B．电流表A1的示数和电流表A2的示数同时变大 C．电压表的示数变大，电流表A1的示数变小 D．电压表的示数不变，电流表A1的示数变小6．如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器R3滑动触头向下移动时，四个理想电表的示数都发生了变化，电表的示数分别用I、U1、U2、U3表示，电表的示数变化量大小分别用△I、△U1、△U2、△U3表示，下列判断正确的是（）A．U1变大，I变大 B．U2变大，I变小 C．U2I变大，△U2△I不变 7．在如图所示电路中，电源电压保持不变。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向左移动，下列说法中正确的是（）A．电压表的示数不变，电流表的示数变大 B．电压表的示数变大，电流表的示数变大 C．电流表的示数与电流表的示数同时变大 D．电流表的示数与电流表的示数同时变小8．如图所示的电路，电源电压保持不变，当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P向左移动时，下列说法正确的是（）A．电流表示数变大，电压表示数变小 B．电流表示数变小，电压表示数变小 C．R两端的电压和消耗的功率都变小 D．电路消耗的总电功率变大9．如图1所示电路是在环境温度为10℃左右的条件下工作的某自动恒温箱原理简图。箱内电阻Rl为定值电阻，R2为热敏电阻，其阻值随温度变化的图线如图2所示，电源电压为12V．当电压鉴别器的两接入点a，b间的电压Uab小于2V时，鉴别器将使开关S接通，使恒温箱内的电热丝通电而发热，从而使箱内温度升高；当Uab大于4V时，鉴别器将使S断开，停止加热。则（）A．为了将恒温箱内最低温度控制在15℃，需R1＝10kΩ B．降低电源电压，可降低恒温箱内的最低温度 C．增大R1电阻值，可提高恒温箱内的最低温度 D．当R1＝5kΩ时，可将恒温箱内最高温度控制在50℃10．如图所示的电路中，电源电压保持不变。下列关于电路故障的判断，正确的是（）A．若R1断路，电流表示数变小，电压表示数为零 B．若R2断路，电流表示数变小，电压表示数变大 C．若R3断路，电流表示数为零，电压表示数变小 D．若R4短路，电流表示数变小，电压表示数变大11．如图所示的电路中，A、B两点之间电压U保持不变，电路连接完好且使用的电表均为理想电表。当滑动变阻器的滑片P从最左端向右滑动过程中（）A．电压表V1和电流表A的示数之比增大 B．电压表V2和电流表A的示数之比不变 C．电压表V1示数的变化量和电流表A示数变化量的比值绝对值|△UD．电压表V2示数的变化量和电流表A示数变化量的比值绝对值|△12．如图所示，电源电压4V（不计内阻），电流表的量程选择0﹣0.6A，电压表的量程选择0﹣3V，滑动变阻器的规格是“20Ω1A”，定值电阻的规格是“10Ω0.4A”，在保证电路安全的情况下，以下说法正确的是（）A．电流表的示数变化范围0.1A～0.3A B．电压表的示数变化范围是1V～3V C．滑动变阻器阻值的可调范围是103Ω～20ΩD．定值电阻的电功率变化范围84513．如图所示，电源电压保持6V不变，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，定值电阻的规格为“10Ω0.5A”，滑动变阻器的规格为“20Ω1A”。闭合开关，为了保证电路安全，在变阻器滑片移动过程中，下列说法正确的是（）A．电路消耗总功率允许的变化范围为1.2W～3W B．电流表示数允许的变化范围为0.2A～0.5A C．变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为2Ω～20Ω D．电阻R1消耗功率允许的变化范围为0.4W～0.9W14．如图是一种输液时所用报警电路：电源电压恒定，R为定值电阻，闭合开关S，贴在针口处的传感器M接触到从针口处漏出的药液后，其电阻RM发生变化，导致电压表的示数增大而触发警报器（图中未画出）报警，则M接触药液后（）A．M的电阻RM变大 B．电路消耗的总功率变大 C．电压表与电流表的示数乘积不变 D．电压表与电流表的示数之比不变15．如图所示，电源电压不变，a、b为电压表或定值电阻，若为定值电阻，其阻值与R相同均为R0．当S1和S2闭合、S3断开时，电流表A1的示数为I0；再闭合S3，电流表A1的示数为2I0．下列说法正确的是（）A．开关均闭合后，电路消耗的功率为2I02R0 B．开关均闭合后，a、b互换前后A2的示数之比为1：2 C．将最大阻值为R0的滑动变阻器与R串联，只闭合S1、S2，P从中点移到阻值最大端，变阻器消耗的功率变化量为12I02R0D．用最大阻值为R0的滑动变阻器替换a、b、R其中的一个，移动滑片，三个电流表的示数均发生变化且变化量相等。满足上述要求的电路连接方式有四种16．如图，电源电压为4V且不变，定值电阻R1＝6Ω，滑动变阻器R2最大阻值为10Ω，灯泡上标有“4V，2W”字样，电压表量程为0﹣3V，电流表量程均为0﹣0.6A，（不考虑灯丝电阻随温度的变化）下列说法正确的是（）A．S，S1，S2均闭合，滑动变阻器滑片向右移动，电流表A1示数变小，灯泡L变亮B．S闭合，S1，S2断开，滑动变阻器滑片向右滑动过程中，电压表示数由U变为U1，电流表A1示数由I变为I1，定值电阻R1的功率变化量为（U﹣U1）（I+I1） C．S闭合，S1，S2断开，在保证电路安全的情况下，滑动变阻器的功率变化范围为0.5W﹣0.667W D．S，S2闭合，S1断开，滑动变阻器滑片向右滑动，电流表A1示数的变化量大于电流表A2示数的变化量17．调光台灯上有一个相当于一个滑动变阻器的旋钮，调节旋钮可改变台灯的明暗。为了研究台灯亮度变暗时整个电路耗电的变化规律，小张同学设计了如图所示的电路，用标有“3V、1W”的电灯L接在电源电压为4.5伏的电路中进行实