专题5 电路故障分析-2021年中考物理34个典型专题突破(电学部分)(解析版)

考点一 电路故障描述类

电路故障主要指短路和断路，就具体产生的主要原因有：①元件被短接；②元件断路；

题型一 电灯故障类型判断

串联电路型：在串联电路中，由于各元件相互影响，因此可以首先通过观察电流表或某一个灯泡是否发光来判断故障类型。

①若其中一盏灯发光或电流表有示数，则电路为局部短路；

②若用电器都不工作，电流表无示数，则电路为断路；

并联电路型：两灯并联时，如果一盏灯亮，另一盏灯不亮，则不亮的灯一定是断路；如果两灯都不亮（只有一处故障），则是干路断路。

注意：题目中表述“电流表指针几乎不动”指有微弱的电流通过，一般是电流表和大阻值用电器或电压表串联所致。

【例1】如图所示是小明做“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验电路图，连接好电路，将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处，闭合开关．请完成下列问题：

（1）电流表没有示数，小灯泡不亮，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压，造成这一现象的原因可能是__________________；

（2）小灯泡不亮，移动滑动变阻器的滑片，电压表没有示数，电流表示数有明显变化，造成这一现象的原因可能是________________；

（3）小灯泡不亮，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电压表、电流表均无示数，将电压表拆下，在开关闭合的状态下，分别将电压表接在滑动变阻器及开关两端时，结果只有接在滑动变阻器两端时，电压表有示数，则出现故障的原因可能是______________________；

（4）小灯泡几乎不发光，移动滑片也不能改变小灯泡的亮度，原因可能是他把滑动变阻器的______（选填“上”或“下”）接线柱同时接入了电路；

（5）发现电流表指针偏向没有刻度的一边，出现这一故障的原因可能是________________________；

（6）小灯泡很亮且瞬间熄灭，产生这种现象的原因是________________________________．

（7）闭合开关后，一段时间后，若滑动变阻器短路，则电压表示数         ，电流表示数          ；

（8）小灯泡不亮，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电压表、电流表均无示数，将电压表拆下，在开关闭合的状态下，分别将电压表接在滑动变阻器及开关两端时，结果只有接在滑动变阻器两端时，电压表有示数，则出现故障的原因可能是______________________．

答案：（1）小灯泡断路；（2）小灯泡短路；（3）滑动变阻器断路；（4）下；（5）电流表正负接线柱接反；（6）滑动变阻器的最大阻值过小；（7）变大；变大；（8）滑动变阻器断路。

考点二 电表示数变化故障类型

串联电路类型：若电压表示数变大或接近电源电压，则可能是电压表所测用电器R1断路，或者是电压表所测用电器以外的另一个用电器R2短接，即“内断外短”。

若电压表示数变小或接近0，可能是电压表所测用电器R1短路，或者是电压表旁边另一个用电器R2断路，即“内短外断”

并联电路类型：

①电压表示数变为0，很可能是干路断路（不是支路用电器短路）；

②电流表示数变为0，若干路电流为零，则干路断路；若支路电流为零，则支路断路。

1．如图所示电路，在测小灯泡电阻实验中，闭合开关后发现，电流表指针几乎不动，而电压表指针有明显偏转，下列分析正确的是（　　）

A．电源没电    B．电流表接线松动造成接触不良

C．电灯泡与底座接触不良    D．变阻器接线不牢

【答案】C

【解析】A．电源没电，电压表指针不偏转，故A错误；

B．电流表接线松动造成接触不良，电流表发生断路现象，电压表的正负接线柱不能接到电源正负极，示数应为0，故B错误；

C．电灯泡与底座接触不良，发生断路现象，电压表的正负接线柱到电源正负极的连接是连通的，读数接近电源电压，电流表示数几乎为0，滑动变阻器的电阻远远小于电压表的电阻，分压很小，移动滑片时，电压表的示数几乎不变，故C正确；

D．变阻器接线不牢，发生断路现象，电压表的正负接线柱到电源正负极的连接是不连通的，电压表示数为0，电流表示数几乎为0，故D错误。

故选C。

2．如图所示的电路，当开关S闭合时， L1亮、L2不亮，电流表有示数，则电路故障原因可能是（　　）

A．L1短路    B．L2短路    C．L1断路    D．L2断路

【答案】B

【解析】如图L1、L2串联在电路中，当开关S闭合时， L1亮、电流表有示数，说明L1正常，电路为通路；如果L2断路，则整个电路断路，因此 L2不亮不可能是断路，只能是L2短路。故ACD不符合题意，B符合题意。

故选B。

3．如图所示，电源电压3V保持不变，当开关S闭合时，电压表的示数为0，电压表的示数为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．小灯泡断路，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．滑动变阻器断路，小灯泡连接正常    D．滑动变阻器短路，小灯泡连接正常

【答案】B

【解析】A．若小灯泡断路，滑动变阻器连接正常，电压表串联接入电路中，电压表电阻过大，电流表的示数接近为0，移动滑片电流表无反应，故A错误；

B．若小灯泡短路，滑动变阻器连接正常，电路是只有发动变阻器的简单电路。电压表V1被短路示数为0，滑动变阻器两端电压等于电源电压3V不变，如果向右移动滑动变阻器的滑片，滑动变阻器接入电路中的阻值变大，电路中的电流将变小，故B正确；

CD．如果滑动变阻器断路或短路，无论如何移动滑动变阻器的滑片电流表的示数都不会改变，故CD错误。

故选B。

4．如图所示是小明同学做测定小灯泡电阻的实验，设计的电路。当实验电路连接完毕，闭合开关时，发现灯泡较暗，两表的示数均较小，移动滑动变阻器滑片，现象不变。则电路出现故障的原因可能是（　　）

A．灯泡发生断路

B．灯泡发生短路

C．滑动变阻器同时接了上面两个接线柱

D．滑动变阻器同时接了下面两个接线柱

【答案】D

【解析】A．若灯泡发生断路，则电压表有示数，测量电源电压，小灯泡不亮，电流表没有示数，故A不符合题意；

B．灯泡发生短路，则电压表没有示数，与发现灯泡较暗，两表的示数均较小不符，故B不符合题意；

C．滑动变阻器同时接了上面两个接线柱，则相当于滑动变阻器没有接入，故此时应该出现灯泡变亮，电压表的示数为电源电压，电流表的示数也较大，故C不符合题意；

D．滑动变阻器同时接了下面两个接线柱，则接入的阻值比较大，总电阻较大，导致电流较小，灯泡较暗，电灯泡的两端的电压也较小，故D符合题意。

故选D。

5．小明和小亮同学合作设计了煤气检测电路，如图所示，电源电压保持不变，Q为气敏元件，其阻值随煤气浓度的升高而减小。显示煤气浓度的仪表可选用电压表或电流表，闭合开关S，当煤气浓度升高时，要求仪表的示数增大。则下列连接正确的是（　　）

A．选用电压表接在、之间    B．选用电压表接在、之间

C．选用电流表接在、之间    D．选用电流表接在、之间

【答案】A

【解析】由图示可知，若在ab或bc间连接电流表，则电路中的电阻R或气敏元件Q会被短路，所以仪表应选用电压表。由题意可知，当煤气浓度升高时，气敏元件Q的阻值减小，电路的总电阻变小，由

可知，电路中的电流增大，电阻R两端的电压变大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，气敏元件Q两端的电压减小，按要求，仪表的示数增大，说明电压表接在ab间，故BCD错误，A正确。

故选A。

6．如图甲所示是某同学连接好的测量小灯泡电功率的电路。闭合开关，移动滑片，灯L1始终不亮。该同学用如图乙中检测灯L2来检测电路。闭合开关，当L2的两根接线分别接在B、N两点时，仅灯L2亮且正常发光；当分别接在A、D两点时，灯L2也正常工作；当分别接在M、N两点时，L1、L2均不亮，由以上检测中观察到的现象判断出电路故障可能是（　　）

A．滑动变阻器短路    B．L1短路

C．电流表短路    D．L1断路

【答案】B

【解析】ABD．由图知，滑动变阻器、灯泡L1串联在电路中，电压表测量灯L1两端的电压，电流表测量电路的电流；闭合开关，移动滑片，灯L1始终不亮可能是电路断路也可能是灯泡L1短路；当L2的两根接线分别接在B、N两点时，仅灯L2亮且正常发光，说明灯泡两端的电压为额定电压；当L2的两根接线分别接在A、D两点时，灯L2也正常工作，说明滑动变阻器没有短路，若滑动变阻器短路，灯泡L2亮也会被短路，灯泡L2就不会发光，同时说明除滑动变阻器以外没有断路，又因为灯L2也正常工作，说明灯泡L2两端的电压仍为电源电压，故故障为灯泡L1短路，故AD不符合题意，B符合题意；

C．若电流表短路，开始时，两灯泡都会发光，故C不符合题意。

故选B。

7．如图所示电路，闭合开关，甲、乙两灯泡均发光，过一会儿，其中一个灯泡突然熄灭，一只电表指针仍明显偏转，另一只电表示数为零，造成此现象的原因可能是（　　）

A．甲灯泡短路    B．乙灯泡短路    C．甲灯泡断路    D．乙灯泡断路

【答案】C

【解析】A．如果甲灯泡短路，则甲灯泡所在支路无用电器，电源会被短路，与题中故障现象不对应，故A不符合题意；

B．如果乙灯泡短路，电源会被短路，与题中故障现象不对应，故B不符合题意；

C．如果甲灯泡断路，电压表测的是电源电压，仍然会有明显偏转，电流表与电压表串联，电压表阻值太大，电流表示数基本为0，乙灯泡正常发光，故C符合题意；

D．如果乙灯泡断路，甲灯泡所在支路不受影响，电流表和电压表都有示数，与题中故障现象不对应，故D不符合题意。

故选C。

8．如图所示的电路，开关S闭合，正常工作一段时间后，电流表示数突然减小但不为零．用电压表检测，当电压表接a、b两点时，电压表有示数；接b、c两点时，电压表无示数，则故障是

A．开关S接触不良    B．ac导线断路

C．R1断路    D．R2断路

【答案】B

【解析】由电路图可知，开关S闭合，R1与R2并联，电流表测干路电流．开关S闭合一段时间后，电流表示数突然减小，则电路故障为某处断路：当电压表接a、b两点时，电压表有示数，说明a到电源的负极与b到电源的正极之间是接通的；当电压表接b、c两点时，电压表无示数，说明c到电源的负极与b到电源的正极之间有断路．由上知a到电源的负极、b到电源的正极之间是接通的，故ac间导线出现了断路．

9．在如图所示的电路中，电源电压保持不变．闭合开关S，灯L正常发光．一段时间后，灯L突然熄灭．如果电路故障发生在灯L上，以下关于电表的分析正确的是

A．若电压表V1有示数，则只有电流表示数为零

B．若电压表V1有示数，则只有电压表V2示数为零

C．若电压表V2有示数，则只有电流表示数为零

D．若电压表V2有示数，则只有电压表V1示数为零

【答案】D

【解析】AB．由电路图知道，R和L串联，电压表V1 测量灯泡两端电压；电压表V2 测量电阻两端电压．若闭合开关，电路正常工作，过一段时间，灯泡熄灭，则说明电路发生了断路或短路．若电压表V1 有示数，则说明电压表V1 的正负接线柱与电源两极相连，即故障应是灯泡断路，所以，电表是电流表和电压表V2的示数一定为零，故AB错误；

CD．若电压表V2 有示数，则说明电压表V2 的正负接线柱与电源两极相连，即故障应是灯泡短路，则电压表V1 示数一定为零，而此时电路中有电流示数，故C错误，D正确．

10．如图所示电路，电源电压为3V，电灯L1、L2的电阻均为15，当开关S闭合后，两灯均正常发光，在某个时刻电路出现故障，电流表和电压表的示数出现异常，造成该现象的电路故障有多种可能，如下表中1所列故障。请根据可能出现的另两种由电灯引起的电路故障（其中一盏灯完好），分析填写上与2、3相应的电流表和电压表的大约示数。

【答案】0    0.2    3    0    

【解析】[1]L1、L2串联，当L1短路时，两端电压为0。

[2]L1、L2串联，当L1短路时，电路中电流为

[3]L1、L2串联，电压表测L1两端电压；当L1灯丝烧断时，电压表被串联接入电路，测电源电压，示数为3V。

[4]L1、L2串联，当L1灯丝烧断时，电路为开路，电流示数为0。

11．如图所示，电源电压保持为3伏，电阻R或灯L中仅有一处发生故障。当开关S闭合后可以根据电压表______（选填“”或“”）的示数判断故障情况，若该电压表的示数为3伏，说明故障是______。

【答案】    电阻R短路或灯泡L断路    

【解析】[1]因为电压表并联在电源两端，所以闭合开关后，其示数始终为电源电压，所以应该根据电压表判断故障情况。

[2]若电压表测灯泡L的电压，其示数等于3V，若电阻R断路，则电压表无示数，不符合题意，若电阻R短路，灯泡L单联，其电压等于电源电压，符合题意，若灯泡L断路，电压表串联在电路中，根据串联分压规律，其示数等于电源电压，符合题意，若灯泡L短路，电压表无示数，不符合题意。所以若电压表的示数为3伏，说明故障是电阻R短路或灯泡L断路。

考点三 电路故障检测类

1.改接电压表检测电路故障：改接后电压表示数为电源电压时，电压表所接部分发生断路。

2.导线检测电路故障：若小灯泡不亮，电表无示数，导线改接在哪个元件两端，电路通路，小灯泡亮，电表均有示数，则这个元件断路。

1．如图所示，电路中开关闭合后，两盏灯都不亮。用一根导线连接两点后，灯亮，灯不亮。假如故障只有一处，那么，电路的故障可能是（　　）

A．灯开路    B．灯短路    C．灯开路    D．灯短路

【答案】A

【解析】A．灯开路时，不能形成闭合回路，所以两个灯都不亮，当用一根导线连接两点后，灯亮，灯不亮，故A符合题意；

B．灯短路时，灯L2不亮，灯L1亮，故B不符合题意；

C．灯开路时，不能形成闭合回路，所以两个灯都不亮，当用一根导线连接两点后，仍不能形成闭合回路，所以两个灯都不亮，故C不符合题意；

D．当灯短路时，灯L1不亮，L2亮，故D不符合题意。

故选A。

2．如图所示电路，开关闭合后，两灯都不亮，用一根导线连接、两点后，两灯仍不亮，再用这根导线连接、两点后，两灯还是不亮，仍然用这根导线连接、两点后，灯亮而灯不亮，假设故障是下列中的一个，那么故障可能是（    ）

A．灯断路

B．灯短路

C．灯断路

D．开关的接线柱处断开

【答案】D

【解析】B．开关闭合后，两灯泡都不发光，且故障只有一个，说明电路出现了断路故障，故B不符合题意；

ACD．将导线接在ab两点时，两灯仍不亮，说明故障出现在a到电源正极之间或b到电源负极之间，即ab间是正常的；将导线接在bc两点上，两灯还是不亮，说明故障出现在a到电源正极之间或c到电源负极之间，即bc间也是正常的；将导线接在bd两点上时，发现灯L1亮而灯L2不亮，说明a到电源正极之间以及L1都是完好的，且bc间正常（即L2完好），所以故障出现在cd之间，即可能是开关处断路，故D符合题意，AC不符合题意．

3．如图所示为小明连接的电路，他先检查导线连接无误后，闭合开关S，发现两灯均不发光，于是他用一个电压表分别并联接到ab、bc、ac两点，灯L1、L2均不发光，且电压表无示数，再用电压表并联接到dc两点时，灯L1、L2均不发光，但电压表指针有明显偏转，由此判定电路的故障可能是

A．灯L1断路    B．灯L2断路    C．灯L1短路    D．灯L2短路

【答案】B

【解析】由题意可知，并联接到ab、bc、ac两点，灯L1、L2均不发光，不能是短路，且电压表无示数，说明ac外的电路有断路；再连接到dc两点之间，灯L1、L2均不发光，不能是短路，但电压表指针有明显偏转，说明有微弱电流从电源正极经过电压表再经过L1回到电源负极，说明与电压表并联的部分断路，即是灯L2断路．故ACD错误，B正确．

4．如图所示的电路中，R0是定值电阻，L是小灯泡，R是滑动变阻器，闭合开关S，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡都不发光。当电压表接ab两点时，电压表无示数；接ac两点时，电压表示数较大；用一只电流表接在c点时，电流表无示数。若电路只有一处故障，则产生上述现象的原因可能是

A．L断路    B．L短路

C．R0断路    D．R0短路

【答案】C

【解析】根据题意可知，闭合开关S，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡都不发光，说明电路出现断路或电路中电流太小，灯泡的实际功率太小；用一只电流表接在c点时，电流表无示数，说明电路出现断路故障；当电压表接ab两点时,电压表无示数,说明电压表的正负接线柱不能与电源两极相连;接ac两点时,电压表示数较大,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连,因此ac间发生断路,即R0断路。故选C.

5．图示电路中各元件完好，A,B,C,D为接线柱，将电压表接在其中两个接线柱上后，开关闭合时，电压表示数为0；开关断开时，电压表有示数。则与电压表相连的两个接线柱可能是

A．A和B    B．C和D    C．A和D    D．B和C

【答案】B

【解析】当用电压表判断电路故障时，电压表有示数说明电压表与电源的两端相连；电压表没有示数，说明电压表与电源的两端不相连，或电压表被短路。根据题意知道，图示电路中各元件完好，所以，将电压表接在A和B之间，当开关闭合时，电压表测灯泡两端的电压，即电压表会有示数；开关断开时，整个电路断路，电压表没有示数，故A不符合题意；将电压表接在C和D之间，当开关闭合时，电压表被短路，所以没有示数；开关断开时，电压表与电源两端相连，电压表有示数，故B符合题意；将电压表接在A和D之间，电压表直接与电源两端相连，无论开关断开还是闭合，电压表都有示数，故C不符合题意；将电压表接在B和C之间，开关闭合时，电压表测灯泡两端的电压，所以电压表会有示数；开关断开时，整个电路断路，则电压表没有示数，故D不符合题意，综上所述，选B。

6．某同学在课堂上连接了如图所示电路，闭合开关发现两灯泡均不亮，于是请求老师帮忙查找原因，于是老师用了一根导线来检查电路的故障，进行了如下的操作:

①闭合开关，将导线连接在a、b之间，发现两灯不亮；

②闭合开关，将导线连在b、c间，两灯仍不亮；

③闭合开关，将导线连在c、d间，左灯亮、右灯不亮。

根据以上操作分析:

（1）该电路属于____（选填“串联”或“并联”）电路，故障出现在_______段的电路（选填“ab、be、cd”） ;故障是该处出现________（选填“断路”或“短路”）。

（2）为了解决故障问题，下列操作可行的是_________

A、把电源正负极对调      B、把左右亮灯互换位置

C、增加电源电池的个数  D、把故障元件更换新的

（3）把导线连在a、d间进行检查是否可行? ______（选填“可行”或“不可行”）你的理由是：________。

【答案】串联    cd    断路    D    不可行    不允许用导线直接将电源的正负极连接起来，否则会造成短路    

【解析】（1）由电路图知道，两灯泡依次连接，电流只有一条路径，是串联连接，闭合开关后，两灯泡不亮，应是短路或断路造成的；

①闭合开关，将导线连接在a、b之间，发现两灯不亮，则说明a、b之外存在断路；

②闭合开关，将导线连在b、c间，两灯仍不亮，则说明b、c之外存在断路；

③闭合开关，将导线连在c、d间，左灯亮、右灯不亮，说明左灯没有发生故障，即右灯发生了断路，所以是cd段出现了断路；

（2）因为是cd段出现了断路，所以把电源正负极对调，把左右亮灯互换位置，增加电源电池的个数都不能解决电路的故障，应是把右侧的灯泡更换新的才能解决故障，故选D；

（3）把导线连在a、d间进行检查是不可行的，因为这样就是直接用导线将电源的正负极连接起来，造成了电源短路，是不允许。

7．如图所示，电源电压为4.5 V。闭合开关后，小灯泡L1、L2都不亮。小鹭同学用电压表检测后，得出L1断路的结论。其测量结果应该是：Uab=_______V，Ubc= _______ V，Uac=_______V。

【答案】4.5    0    4.5    

【解析】闭合开关后，小灯泡L1、L2都不亮，说明电路为断路，已知用电压表检测后可得出L1断路的结论，则：当电压表并联在L1两端时，电压表能与电源两极相连通，此时测的是电源电压，即Uab=4.5V；当电压表并联在L2两端时，电路断路，所以Ubc=0V；当电压表并联在ac两点间时，测的仍为电源电压，则Uac=4.5V。

8．在图所示的电路中，电源电压保持不变，电键S闭合后，小灯L发光，移动滑片P后，发现小灯熄灭。若电路中仅有AB两点间或BC两点间出现故障，请利用一个完好的电流表（或电压表）连入该电路中，根据相关信息写出电表连接情况和示数情况，判断出相对应的故障。

【答案】见解析

【解析】由图知道，灯泡与滑动变阻器串联，用电压表并接在电路中的AB两点上：

①若电压表的示数不为零，则AB两点间出现断路故障；

②若电压表的示数为零，则有可能AB两点间出现短路故障，也有可能BC两点间出现断路故障。