專題21應用歐姆定律分析電路故障

知識點一應用歐姆定律分析電路故障

1.如圖所示的電路，當開關S閉合時,LUL2都能發(fā)光，一會兒后，Li亮、L?熄滅，則電

路故障原因可能是（）

A.Li短路BL短路CL斷路D.L2斷路

【答案】B

【解析】A.如果燈泡L,短路，則Li熄滅，:L2亮，電流表示數變大，故A不符合題意；

B.如果燈泡L?短路，則L2熄滅，Li亮，電流表示數變大，故B符合題意；

CD.如果燈泡Li（或L2）斷路，整個電路斷路，則Li、L2電都熄滅，電流表示數為零，故

C、D不符合題意；

故選B.

2.如圖所示的電路中，小燈泡LULz規(guī)格相同，閉合開關S后，發(fā)現Li不亮，:L2發(fā)光.此電

路的故障可能是（）

A.燈Li短路B.燈L?短路

C.燈Li斷路D.開關S接觸不良

【答案】C

【解析】A.如果燈L,短路，則電源被短路，L2燈也不會亮，故A錯誤；

B.燈L?短路，則L?燈不會發(fā)光，故B錯誤；

C.燈L斷路，則L不會通過電流，當然不會亮,而并聯時支路間互不影響，所以L2發(fā)光,

故C正確；

D.開關S在干路，接觸不良時，兩個燈都不會發(fā)光，故D錯誤；

故選C.

3.如圖所示，電源電壓為5V，閉合開關S,電壓表的示數為1V。正確的是（）

r^—

，一?—

s

-----------------

A.通過燈泡L）的電流比L2的電流大

B.燈泡L2兩端的電壓是IV

C.燈泡Li和L2的電阻之比是1:4

D.若燈泡Lz燈絲燒斷，電壓表示數為零

【答案】B

【解析】A.由電路知，這是串聯電路.根據串聯電路的特點，各處電流都相等，故A錯誤；

B.由圖知電壓表測L2兩端的電壓，電壓表的示數是1V,所以燈泡L?兩端的電壓是1V,故

B正確；

C.有串聯電路的電壓特點知，Li兩端的電壓為：

（7LI=5V-1V=4V,

通過兩燈的電流相等，由歐姆定律：

ULIUL2口口R[AULI_4V_4

可=可，短""二T，

故c錯誤；

D.若燈泡L2燈絲燒斷，電壓表則和燈L1串聯，電壓表的電阻很大，幾乎分擔了全部電源電

壓，即電壓表示數接近電源電壓，故D錯誤。

4.小華在實驗操作中連接了如圖所示的電路，閉合開關，發(fā)現燈泡L1亮、L?不亮，調節(jié)變

阻器滑片P,燈泡L1的亮度發(fā)生變化，但燈泡L2始終不亮，出現這一現象的原因可能是

)

A.燈泡L2燈絲斷了

B.燈泡L2的燈座上兩接線柱直接相連

C.滑動變阻器接觸不良

D.滑動變阻器短路了

【答案】B

【解析】A.由圖可知，該電路為串聯電路，電壓表測量L1燈泡兩端的電壓，若燈泡L2燈絲

斷了，則LI也不能發(fā)光，故A不符合題意；

B.燈泡L2的燈座上兩接線柱直接相連，則燈L?短路了，則L?不亮，L照常發(fā)光，移動滑

動變阻器滑片，電流改變，燈泡的亮度改變，故B符合題意；

C.若滑動變阻器接觸不良，則整個電路斷路，兩燈都不亮，故C不符合題意;

D.若滑動變阻器短路了，則滑動變阻器不會引起L1亮度的變化，故D不符合題意。

故選瓦

5.如圖所示的電路中，電源兩端的電壓保持不變，當開關S閉合后，燈L不發(fā)光，電壓表指

針有明顯偏轉.若電路中只有一處故障，對于此電路可能故障的判斷，下列說法中不正確的

是（）

A.燈L短路B.燈L斷路

C.滑動變阻器及斷路D.定值電阻R斷路

【答案】B

【解析】若燈被短路，則電路是以、后串聯的電路，此時，燈泡不亮，電壓表有示數，測

的是電源電壓，所以A是可能的；如果燈絲斷路，則整個串聯電路都沒有電流，電壓表也

不會有示數，所以B是不可能的；若用或&斷路，則電流可以從電源正極經開關至電壓表、

燈泡到電源負極，這一回路是有微弱電流的，電壓表也有示數，所以這都是可能的.綜上所

述，B符合題意。

6.如圖所示的電路中，電源兩端的電壓保持不變，閉合開關S后，將滑動變阻器的滑片P向

右移動，下列說法正確的是（）

A.電壓表Vi的示數將變大

B.電壓表V2的示數將變大

C.電壓表V2的示數與電流表A的示數之比將變大

D.滑動變阻器向右滑動過程中發(fā)現V2的示數突然增大，電流表A的示數幾乎為零，則可能

是滑動變阻器斷路

【答案】D

【解析】A.由電路圖知，閉合開關后，定值電阻與滑動變阻器串聯，電壓表Vi測電源電壓，

V2測變阻器的電壓，滑片向右滑動的過程中，電源電壓不變，所以電壓表W的示數將不變,

故A錯誤；

B.滑片向右移動時，變阻器接入電路的電阻變小，據串聯電路的電壓特點，變阻器分去的電

壓變小，那么電壓表V2的示數變小，故B錯誤；

C.電壓表V2的示數與電流表A的示數之比為變阻器接入電路的阻值，所以兩表示數之比變

小，故C錯誤；

D.變阻器滑片向右滑動過程中，電流表示數幾乎為零則電路中可能出現斷路，而V2的示數

突然增大，說明V2與電源是接通的，且此時電壓表測的是電源電壓，所以電路中出現的故

障可能是變阻器斷路了，故D正確。

故選D。

7.在如圖所示的電路中，電源電壓保持不變。閉合開關是S,電路正常工作。過了一會兒，

燈泡L熄滅，且電壓表示數變大，電流表示數變小，則故障是（）

A.燈泡L斷路B.電阻短路C.燈泡L短路D.電阻R斷路

【答案】D

【解析】由圖可知，燈L與電阻R串聯，電流表測的整個電路的電流，電壓表測的電阻R

兩端的電壓。燈泡熄滅，說明電路斷路，可能是燈泡斷路，也可能是其它位置；電流表有示

數，但示數變小，說明電路中電阻變大，而電壓表示數變大，說電壓表串聯接入了電路，測

量的是電源電壓，故故障是電阻R斷路。

故選D。

8.在如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，開關S閉合后，有一個電表的指針沒有發(fā)生偏

轉。移動滑動變阻器的滑片，此時觀察到只有一個電表指針的位置在改變，則故障是（）

A.電阻R，斷路B.變阻器&斷路

C.電阻&短路D.變阻器Ri短路

【答案】C

【解析】A.若電阻R斷路，串聯電路無電流，電流表指針不偏轉，此時電壓表直接接在電

源兩端，測量電源電壓，滑動變阻器滑片的移動不會對電源電壓產生影響，故此過程電流表

和表的指針位置都不會產生變化，A選項不符合題意;

B.若變阻器以斷路，串聯電路無電流，電流表指針不偏轉，同時電壓表所在回路也斷開，

即電壓表指針也不會產生偏轉，滑動變阻器滑片的移動也不會對電流表和電壓表指針位置產

生影響，B選項不符合題意；

C.若電阻&短路，電壓表測導線，示數為零，此時回路閉合，電路中形成電流，電流表有

偏轉，滑動變阻器滑片的移動會改變該串聯電路的電阻，故電流表示數會產生變化，但電壓

表示數依舊是零，C選項符合題意；

D.若變阻器以短路，此時回路閉合，電路中形成電流，電壓表測量電阻此兩端電壓，電流

表和電壓表都產生偏轉，移動已經短路的Ri,不會對電路產生影響，D選項不符合題意。

故選C。

9.如圖所示的電路中，電源電壓保持U不變，閉合開關S,電路正常工作。一段時間后，

由于其中一個電阻出現故障，使得電壓表示數變大：

RiRi

⑴電路中可能存在的故障是___________________;

(2)如果用完好的小燈替換Ri,請指出不同故障情況下，小燈替換前后電壓表示數的變化情

況。。

【答案】Ri短路或&斷路電壓表示數變?yōu)閁則&斷路，電壓表示數變小則R短路

【解析】⑴⑴分析電路，電阻R和&串聯，電壓表測&的電壓，若&斷路，電壓表和電

阻R串聯測電源電壓，所以電壓表示數變大；若吊短路，電壓表測電源電壓，電壓表示數

也會變大。

(2)⑵若電壓表示數變?yōu)?。則幻斷路，電壓表示數變小則&短路。

10.如圖所示電路中，電源電壓不變，目用>&,當閉合Si,斷開S2,電壓表有示數；斷開

SL閉合S2發(fā)現電壓表的示數變小。若故障只發(fā)生在電阻RI、R2上，則故障可能是_________；

用一個完好的小燈替換R后，當閉合Si,斷開S2,小燈發(fā)光；斷開Si,閉合S2，小燈不發(fā)

光，則一定存在的故障是_________O

RiS2

【答案】以短路、&斷路或凡短路同時&斷路及斷路

【解析】［1］當閉合Si，斷開S2,以和R串聯，電壓表測量R兩端電壓；斷開Si,閉合S2,

此和R串聯，電壓表測量R兩端電壓；因為R>及,根據歐姆定律和串聯電路的分壓特點

可知，正常情況下，電壓表示數應該增大，然而現在電壓表的示數變小，說明電路存在故障,

故障只發(fā)生在電阻R、&上,分析原因：當心發(fā)生短路時，閉合Si,斷開S2,電壓表測量

電源電壓；因此當斷開Si，閉合S2時，電壓表的示數變小；當&斷路時，斷開Si,閉合

S2時，電壓表示數變?yōu)榱?；因此電壓表示數變小的故障原因可能是R短路、&斷路或R

短路同時&斷路。

⑵用一個完好的小燈替換R后，當閉合Si，斷開S2,吊和燈泡串聯；斷開Si，閉合s2，&

和燈泡串聯；燈泡由發(fā)光到不發(fā)光，原因為電路發(fā)生斷路，則一定存在的故障是&斷路。

知識點二根據歐姆定律的變形式進行分析電路故障問題

11.小明用如圖所示電路測量小燈泡的燈絲電阻，閉合開關后燈泡較暗，兩表示數較小，移

動滑動變阻器的滑片時現象不變，可能原因是（）

A.滑動變阻器斷路

B.滑動變阻器短路

C.同時接了滑動變阻器的上面兩個接線柱

D.同時接了滑動變阻器的下面兩個接線柱

【答案】D

【解析】由題知，燈泡較暗，說明電路通路，電流較小，電路電阻較大，移動滑動變阻器的

滑片時現象不變，說明滑動變阻器出現問題，兩表示數較小，說明滑動變阻器兩端電壓較大，

滑動變阻器阻值較大，所以是同時接了滑動變阻器的下面兩個接線柱。

故選D。

12.如圖所示是探究并聯電路電流特點的一種實驗電路，閉合開關S,燈泡Li、L?都正常發(fā)

光，過一會兒，由于燈泡L2的質量問題，燈絲被燒斷了，則下列說法正確的（）

A.燈泡Li兩端的額定電壓不變，但仍能正常發(fā)光

B.燈泡Li兩端的實際電壓變大，亮度變亮

C.燈泡Li兩端的實際電壓變小，亮度變暗

D.電路中的電流變小，燈泡L,亮度變暗

【答案】B

【解析】L2的燈絲被燒斷后，電路中的電阻變大，電流變小，根據公式。=小滑動變阻器

U2

兩端的電壓變小，因為電源電壓不變，所以L1的電壓變大，根據公式#=一可知L1實際

R

功率變大，所以Li變亮。

故選B。

13.如圖所示，通過開關的通斷來研究電路連接和電路故障等問題，下列說法正確的是（）

A.斷開Si和S3,閉合S2時,R和A并聯

B.斷開Si和S3閉合S2時，電壓表測以電壓

C斷開S2，閉合Si,、S3時,R1和6串聯

D.斷開Si閉合S2、S3時，&被短路

【答案】D

【解析】AB.由圖可知，當斷開Si和S3，閉合S2時，電流只有一條路徑：正極-電流表

TRITR2Ts2一負極，所以R1與&為串聯；此時電壓表并聯在R1兩端，則電壓表測量R

兩端電壓，故AB錯誤；

C.斷開S2，閉合S和S3,電流從正極出發(fā)經電流表分兩支：一支經過,另一支經過

Ri，然后匯合經S3回到電源負極，所以用和心并聯，故c錯誤；

D.由圖可知，斷開Si,閉合S?和S3,電流只有一條路徑：正極-電流表TRI—S3-負極，

此被短路，故D正確；

故選D。

14.在圖所示的電路中，電源電壓不變，燈L3的阻值為10歐。當閉合開關S后，電流表的

示數為1安，電壓表的示數為2伏。過一段時間后，電壓表的示數變?yōu)?伏，電流表示數變

大，此時，電流表的示數將變?yōu)锳。

【答案】1-8

【解析】當閉合電鍵S后，如下圖：

1,,

甲

過一段時間后，電壓表的示數變?yōu)?伏，電流表示數變大，只能是發(fā)生了短路現象，若L,

短路電源將被短路，所以Li不可能短路；電壓表測L2兩端電壓，電壓表有示數，所以L2

也不可能被短路，所以只能是L3被短路，如下圖：

L

8

當L3被短路后，電壓表測電源電壓，即。=6V,由甲圖可知

。3=U—3=6V-2V=4V

i戈*二04A

2V

-------=5Q

&40.4A

4=/-/3=lA-0.4A=0.6A

由乙圖可知

"=看嘿"I"

Li兩端電壓不變，電流不變，所以電流表示數為

/=I+L=0.6A+1.2A=1.8A

7J\1Z67.J

即電流表示數為1.8A

15.在圖所示的電路中，電源電壓為U保持不變，電阻凡與R2的阻值相等均為Ro.

①閉合電鍵s后，正常情況下示數變大的電表有（選填"V1"、"V2"、"A"\

②當電鍵s由斷開到閉合時，發(fā)現電壓表V1、V2的示數始終相同，故障發(fā)生在電阻R1或

治上,其他元件仍保持完好.寫出電表Vi和A的示數及對應的故障：。

U

【答案】V1、V2、AV1的示數為U,A的示數為F,則R短路；V1的示數為U,

A的示數為。，則R斷路

16.在自然災害中輸電線路容易出現故障，科技小組的同學通過實驗探究來體驗判斷故障類

型和位置的方法。他們用AB、CD兩根長為L的長直電阻絲模擬輸電線，在電阻絲的左右

兩側可以安裝檢測電路，電阻絲單位長度的阻值為廣。如圖1所示，在左側安裝檢測電路，

其中心為保護電阻，右側用導線連接。線路無故障時，電壓表電示數為U,電流表示數為

圖1圖2

⑴若檢測電路中電流表示數大于/,電壓表Vi示數為U,表明輸電線可能出現短路或形成

間隙電阻。如圖2所示，小組在AB、CD之間某處連接一根導線模擬輸電線短路，或在另

一處連接未知電阻R-模擬輸電線之間形成間隙電阻，在右側連接電壓表V%若輸電線短路,

則電壓表V2示數；若輸電線之間形成間隙電阻，則電壓表V?示數。（以上兩空

均選填"為零"、"小于U"或"大于U"）

⑵在圖2中，若輸電線的故障是短路，電流表的示數為Z1,電壓表Vi的示數為U,則故障

處與A端的距離為（用心仄U、R）表示1

（3）如圖3所示，甲、乙兩地相距30km。在甲，乙兩地之間沿直線架設了兩條輸電線，已知

輸電線的電阻與其長度成正比?，F輸電線在某處發(fā)生了短路，為確定短路位置。甲地檢修員

先用如圖所示的測量儀接入AB時，電流表的示數為0.2A;乙地檢修員后用相同的測量儀

接入CD時，電流表的示數為0.3A。則短路位置離乙地____km。

U_1風

【答案】為零小于U'12

2//

【解析】⑴川⑵若輸電線短路，電壓表V2被短路，示數為零；若輸電線之間形成間隙電

阻，電路為扁、尺與心左側電阻絲串聯，電壓表測&兩端的電壓，由串聯電路的分壓特

點可知，電壓表V2示數小于電壓表vi的示數a

(2)⑶若輸電線的故障是短路，由/=目可得電路中的總電阻為

R上

A

因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，所以電阻絲的阻值為

R線=R-凡=7-凡

因電阻絲單位長度的阻值為r,所以電阻絲的長度為

R線U-I禹

線rIxr

則故障處與A端的距離為

L線U-IR

L,-------------

2211r

(3)⑷已知輸電線的電阻與其長度成正比，設每千米輸電線的電阻為Ro,導線的短路位置離

乙地為s乙，短路位置離甲地為

S甲=$0-5乙

則

RAB=2(s0-s)&

RCD=2限

由歐姆定律可得

U=/AB&B=【CD&D

即

】AB(§0-S)=/CDS

代入數據可得

0.2Ax(30km-5)=0.3AX5

解得

5=12km

知識點三電路故障的解決方法

17.關于如圖所示的電路，下列說法中正確的是：

A.S閉合后，Li、L2并聯且都能發(fā)光

B.S閉合后，電路將發(fā)生短路

c.要使L1、L2串聯，可去掉導線a

D.若將導線M從接線柱B改接到接線柱A上,則電路發(fā)生短路

【答案】B

【解析】S閉合后，電路將發(fā)生短路，兩個燈泡都不能發(fā)光，故A錯，B正確；要使LU

L2串聯，可去掉導線b,故C錯；若將導線M從接線柱B改接到接線柱A上,則兩個

燈泡是并聯的，不會短路，故D錯；應選B.

18.如圖所示，電源電壓一定，關于電路的工作情況，下列說法正確的是（）

A.同時閉合兩個開關，通過兩只燈泡電流是相同的

B.若燈L2被短路，閉合Si、S?后，燈Li亮，燈L?不亮

C.若先閉合Si,再閉合S2,電壓表讀數不變、電流表讀數變大

D.若電壓表和電流表位置對調，閉合Si、S2后，則兩表都被燒壞

【答案】C

【解析】A.同時閉合兩個開關，于此時兩只燈泡是并聯的，總電壓不變，兩只燈泡的規(guī)格不

同，通過兩只燈泡電流是不相同的，故A錯誤；

B.若燈L2被短路，因為兩只燈泡是并聯的，閉合Si、S?后，整個電路被短路，燈L不亮,

燈L2也不亮，故B錯誤；

C.若先閉合Si,再閉合S2,電壓表讀數仍然等于電源電壓，所以不變；由于此時兩只燈泡

是并聯的，總電壓不變，總電阻減小，所以電流增大，即電流表讀數變大，故C正確；

D.若電壓表和電流表位置對調，此時電壓表串聯在電路中，由于電壓表的阻值很大，電路中

的電流會很小，所以閉合Si、S2后，則兩表都不會燒壞，故D不正確。

故選C。

19.如圖所示的實驗器材，現用電流表、電壓表分別測出通過燈泡的電流和燈泡兩端的電壓,

電路中電流約為。.5A,并用變阻器改變小燈泡的電流，要求滑片向右滑動時燈泡變亮。

(1)連接電路時開在應處于斷開狀態(tài)，變阻器的滑片應處于一端(A或BI

(2)滑片P向左移動時，燈泡亮度_(填"變亮"、"變暗"或"不變")

(3)若閉合開關燈不亮，但電壓表示數約等電源電壓，此時故障可能是________；如發(fā)現

電流表、電壓表的指針均反偏，最簡單的解決方法是____________；如移動滑片P發(fā)現

兩表示數均比較小且不變，則原因為_____________O

【答案】A變暗燈泡斷路調換電源的正負極滑動變阻器的下面兩個接線柱

同時接入電路

【解析】(D為了保護電路，要求在電路連接的過程中，開關必須是斷開的.圖中為了使滑動

變阻器接入電路的阻值最大，應先使滑片P處于變阻器的最左端，即A端；(2)讀圖可知，

當滑片P向左移動時，滑動變阻器接入電路的阻值變大，電路中的總電阻變大，則電路中的

電流變小，燈泡的亮度變暗.◎）閉合開關燈不亮，但電壓表示數約等電源電壓說明電壓表并

聯的部分斷路，即電路故障可能是燈泡斷路；電流表、電壓表的指針均反偏，最簡單的解決

方法是調換電源的正負極；在使用滑動變阻器時，只有選用一上一下兩個接線柱，滑動變阻

器才具有調節(jié)作用；當同時選用下面兩個接線柱時或同時選用上面兩個接線柱時滑動變阻器

不起調節(jié)作用，兩電表的示數較小說明下面兩個接線柱同時接入電路.

20.小舟和他的同學在探究電流與電阻的關系時，用到如下器材：電源1個，電流表，電壓

表各1只，不同阻值的定值電阻5Q10。、15。和20Q各一個，滑動變阻器1只，開關

1個，導線若干。

⑴在拆接電路時，開關應______；若實驗中出現電流表指針如圖丙所示，原因是.

⑵圖乙是小舟接的實物電路，其中存在連線錯誤，而且只要改接一根導線就可以了，請你

把接錯的那根導線打上"x",再畫線把它改到正確位置上______（導線不允許交叉\

（3）電路改正后，閉合開關前應將滑動變阻器滑片調至最_____端（選填"左"或"右"）；

（4）連接好電路后，如果將電流表和電壓表在電路中位置交換，則閉合開關后，會發(fā)現兩表

中只有（填"電流"或"電壓"）表有示數；

⑸當接5Q電阻時，電壓表的示數是3V，保持滑動變阻器的滑片不動,將阻值為5Q的電

阻換成10Q的電阻接入電路，則電壓表的示數將______（填