初中物理知识点专项专题24 应用欧姆定律分析电路故障(解析版)

知识点一 应用欧姆定律分析电路故障

1.如图所示的电路，当开关S闭合时，L1、L2都能发光，一会儿后，L1亮、L2熄灭，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】A、如果灯泡L1短路，则L1熄灭，L2亮，电流表示数变大，故A不符合题意；

B、如果灯泡L2短路，则L2熄灭，L1亮，电流表示数变大，故B符合题意；

CD、如果灯泡L1（或L2）断路，整个电路断路，则L1、L2电都熄灭，电流表示数为零，故C、D不符合题意；

故选B.

2.如图所示的电路中，小灯泡L1、L2规格相同，闭合开关S后，发现L1不亮，L2发光.此电路的故障可能是（    ）

A.灯 L1短路    B.灯 L2短路

C.灯 L1断路    D.开关 S 接触不良

【答案】C

【解析】A. 如果灯 L1短路，则电源被短路，L2灯也不会亮，故A错误；

B. 灯 L2短路，则L2灯不会发光，故B错误；

C. 灯 L1断路，则L1不会通过电流，当然不会亮，而并联时支路间互不影响，所以L2发光，故C正确；

D. 开关 S 在干路，接触不良时，两个灯都不会发光，故D错误；

故选C.

3.如图所示，电源电压为5V，闭合开关S，电压表的示数为1V.正确的是（　　）

A.通过灯泡L1的电流比L2的电流大

B.灯泡L2两端的电压是1V

C.灯泡L1和L2的电阻之比是1∶4

D.若灯泡L2灯丝烧断，电压表示数为零

【答案】B

【解析】A.由电路知，这是串联电路.根据串联电路的特点，各处电流都相等，故A错误；

B.由图知电压表测L2两端的电压，电压表的示数是1V，所以灯泡L2两端的电压是1V，故B正确；

C.有串联电路的电压特点知，L1两端的电压为：

UL1=5V1V=4V，

通过两灯的电流相等，由欧姆定律：

=，即===，

故C错误；

D.若灯泡L2灯丝烧断，电压表则和灯L1串联，电压表的电阻很大，几乎分担了全部电源电压，即电压表示数接近电源电压，故D错误.

4.小华在实验操作中连接了如图所示的电路，闭合开关，发现灯泡亮、不亮，调节变阻器滑片P，灯泡的亮度发生变化，但灯泡始终不亮，出现这一现象的原因可能是（　　）

A.灯泡灯丝断了

B.灯泡的灯座上两接线柱直接相连

C.滑动变阻器接触不良

D.滑动变阻器短路了

【答案】B

【解析】A.由图可知，该电路为串联电路，电压表测量灯泡两端的电压，若灯泡灯丝断了，则也不能发光，故A不符合题意；

B.灯泡的灯座上两接线柱直接相连，则灯短路了，则不亮，照常发光，移动滑动变阻器滑片，电流改变，灯泡的亮度改变，故B符合题意；

C.若滑动变阻器接触不良，则整个电路断路，两灯都不亮，故C不符合题意；

D.若滑动变阻器短路了，则滑动变阻器不会引起亮度的变化，故D不符合题意。

故选B。

5.如图所示的电路中，电源两端的电压保持不变，当开关S闭合后，灯L不发光，电压表指针有明显偏转.若电路中只有一处故障，对于此电路可能故障的判断，下列说法中不正确的是（　　）

A.灯L短路    B.灯L断路

C.滑动变阻器R2断路    D.定值电阻R1断路

【答案】B

【解析】若灯被短路，则电路是R1、R2串联的电路，此时，灯泡不亮，电压表有示数，测的是电源电压，所以A是可能的；如果灯丝断路，则整个串联电路都没有电流，电压表也不会有示数，所以B是不可能的；若R1或R2断路，则电流可以从电源正极经开关至电压表、灯泡到电源负极，这一回路是有微弱电流的，电压表也有示数，所以这都是可能的.综上所述，B符合题意。

6.如图所示的电路中，电源两端的电压保持不变，闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P向右移动，下列说法正确的是（    ）

A.电压表V1的示数将变大

B.电压表V2的示数将变大

C.电压表V2的示数与电流表A的示数之比将变大

D.滑动变阻器向右滑动过程中发现V2的示数突然增大，电流表A的示数几乎为零，则可能是滑动变阻器断路

【答案】D

【解析】A.由电路图知，闭合开关后，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表V1测电源电压，V2测变阻器的电压，滑片向右滑动的过程中，电源电压不变，所以电压表V1的示数将不变，故A错误；

B.滑片向右移动时，变阻器接入电路的电阻变小，据串联电路的电压特点，变阻器分去的电压变小，那么电压表V2的示数变小，故B错误；

C.电压表V2的示数与电流表A的示数之比为变阻器接入电路的阻值，所以两表示数之比变小，故C错误；

D.变阻器滑片向右滑动过程中，电流表示数几乎为零则电路中可能出现断路，而V2的示数突然增大，说明V2与电源是接通的，且此时电压表测的是电源电压，所以电路中出现的故障可能是变阻器断路了，故D正确。

故选D。

7.在如图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关是S，电路正常工作。过了一会儿，灯泡L熄灭，且电压表示数变大，电流表示数变小，则故障是（　　）

A.灯泡L断路    B.电阻短路    C.灯泡L短路    D.电阻R断路

【答案】D

【解析】由图可知，灯L与电阻R串联，电流表测的整个电路的电流，电压表测的电阻R两端的电压。灯泡熄灭，说明电路断路，可能是灯泡断路，也可能是其它位置；电流表有示数，但示数变小，说明电路中电阻变大，而电压表示数变大，说电压表串联接入了电路，测量的是电源电压，故故障是电阻R断路。

故选D。

8.在如图所示的电路中，电源电压保持不变，开关S闭合后，有一个电表的指针没有发生偏转。移动滑动变阻器的滑片，此时观察到只有一个电表指针的位置在改变，则故障是（　　）

A.电阻R2断路    B.变阻器R1断路

C.电阻R2短路    D.变阻器R1短路

【答案】C

【解析】A.若电阻R2断路，串联电路无电流，电流表指针不偏转，此时电压表直接接在电源两端，测量电源电压，滑动变阻器滑片的移动不会对电源电压产生影响，故此过程电流表和表的指针位置都不会产生变化，A选项不符合题意；

B.若变阻器R1断路，串联电路无电流，电流表指针不偏转，同时电压表所在回路也断开，即电压表指针也不会产生偏转，滑动变阻器滑片的移动也不会对电流表和电压表指针位置产生影响，B选项不符合题意；

C.若电阻R2短路，电压表测导线，示数为零，此时回路闭合，电路中形成电流，电流表有偏转，滑动变阻器滑片的移动会改变该串联电路的电阻，故电流表示数会产生变化，但电压表示数依旧是零，C选项符合题意；

D.若变阻器R1短路，此时回路闭合，电路中形成电流，电压表测量电阻R2两端电压，电流表和电压表都产生偏转，移动已经短路的R1，不会对电路产生影响，D选项不符合题意。

故选C。

9.如图所示的电路中，电源电压保持U不变，闭合开关S，电路正常工作。一段时间后，由于其中一个电阻出现故障，使得电压表示数变大：

(1)电路中可能存在的故障是__________________；

(2)如果用完好的小灯替换R1，请指出不同故障情况下，小灯替换前后电压表示数的变化情况。________________。

【答案】R1短路或R2断路    电压表示数变为U则R2断路，电压表示数变小则R1短路    

【解析】(1)[1]分析电路，电阻R1和R2串联，电压表测R2的电压，若R2断路，电压表和电阻R1串联测电源电压，所以电压表示数变大；若R1短路，电压表测电源电压，电压表示数也会变大。

(2)[2]若电压表示数变为U则R2断路，电压表示数变小则R1短路。

10.如图所示电路中，电源电压不变，且R1＞R2，当闭合S1，断开S2，电压表有示数；断开S1，闭合S2，发现电压表的示数变小。若故障只发生在电阻R1、R2上，则故障可能是_________；用一个完好的小灯替换R后，当闭合S1，断开S2，小灯发光；断开S1，闭合S2，小灯不发光，则一定存在的故障是_________。

【答案】R1短路、R2断路或R1短路同时R2断路    R2断路    

【解析】[1]当闭合S1，断开S2，R1和R串联，电压表测量R两端电压；断开S1，闭合S2，R2和R串联，电压表测量R两端电压；因为R1＞R2，根据欧姆定律和串联电路的分压特点可知，正常情况下，电压表示数应该增大，然而现在电压表的示数变小，说明电路存在故障，故障只发生在电阻R1、R2上，分析原因：当R1发生短路时，闭合S1，断开S2，电压表测量电源电压；因此当断开S1，闭合S2时，电压表的示数变小；当R2断路时，断开S1，闭合S2时，电压表示数变为零；因此电压表示数变小的故障原因可能是R1短路、R2断路或R1短路同时R2断路。

[2]用一个完好的小灯替换R后，当闭合S1，断开S2，R1和灯泡串联；断开S1，闭合S2，R2和灯泡串联；灯泡由发光到不发光，原因为电路发生断路，则一定存在的故障是R2断路。

知识点二 根据欧姆定律的变形式进行分析电路故障问题

11.小明用如图所示电路测量小灯泡的灯丝电阻，闭合开关后灯泡较暗，两表示数较小，移动滑动变阻器的滑片时现象不变，可能原因是（    ）

A.滑动变阻器断路

B.滑动变阻器短路

C.同时接了滑动变阻器的上面两个接线柱

D.同时接了滑动变阻器的下面两个接线柱

【答案】D

【解析】由题知，灯泡较暗，说明电路通路，电流较小，电路电阻较大，移动滑动变阻器的滑片时现象不变，说明滑动变阻器出现问题，两表示数较小，说明滑动变阻器两端电压较大，滑动变阻器阻值较大，所以是同时接了滑动变阻器的下面两个接线柱。

故选D。

12.如图所示是探究并联电路电流特点的一种实验电路，闭合开关S，灯泡L1、L2都正常发光，过一会儿，由于灯泡L2的质量问题，灯丝被烧断了，则下列说法正确的（　　）

A.灯泡L1两端的额定电压不变，但仍能正常发光

B.灯泡L1两端的实际电压变大，亮度变亮

C.灯泡L1两端的实际电压变小，亮度变暗

D.电路中的电流变小，灯泡L1亮度变暗

【答案】B

【解析】L2的灯丝被烧断后，电路中的电阻变大，电流变小，根据公式滑动变阻器两端的电压变小，因为电源电压不变，所以L1的电压变大，根据公式可知L1实际功率变大，所以L1变亮。

故选B。

13.如图所示，通过开关的通断来研究电路连接和电路故障等问题，下列说法正确的是（　　）

A.断开S1和S3，闭合S2时，R1和R2并联

B.断开S1和S3，.闭合S2时，电压表测R2电压

C.断开S2，闭合S1，、S3时，R1和R2串联

D.断开S1闭合S2、S3时，R2被短路

【答案】D

【解析】AB.由图可知，当断开S1和S3，闭合S2时，电流只有一条路径：正极→电流表→R1→R2→S2→负极，所以R1与R2为串联；此时电压表并联在R1两端，则电压表测量R1两端电压，故AB错误；

C.断开S2，闭合S1和S3，电流从正极出发经电流表分两支：一支经过S1→R2，另一支经过R1，然后汇合经S3回到电源负极，所以R1和R2并联，故C错误；

D.由图可知，断开S1，闭合S2和S3，电流只有一条路径：正极→电流表→R1→S3→负极，R2被短路，故D正确；

故选D。

14.在图所示的电路中，电源电压不变，灯L3的阻值为10欧。当闭合开关S后，电流表的示数为1安，电压表的示数为2伏。过一段时间后，电压表的示数变为6伏，电流表示数变大，此时，电流表的示数将变为__________A。

【答案】1.8

【解析】当闭合电键S后，如下图：

过一段时间后，电压表的示数变为6伏，电流表示数变大，只能是发生了短路现象，若L1短路电源将被短路，所以L1不可能短路；电压表测L2两端电压，电压表有示数，所以L2也不可能被短路，所以只能是L3被短路，如下图：

当L3被短路后，电压表测电源电压，即，由甲图可知

由乙图可知

L1两端电压不变，电流不变，所以电流表示数为

即电流表示数为1.8A

15.在图所示的电路中，电源电压为U保持不变，电阻R1与R2的阻值相等均为R0.

①闭合电键S后，正常情况下示数变大的电表有_____（选填“V1”、“V2”、“A”）.

②当电键S由断开到闭合时，发现电压表V1、V2的示数始终相同，故障发生在电阻R1或R2上，其他元件仍保持完好.写出电表V1和A的示数及对应的故障：_____.

【答案】V1、V2、A    V1的示数为U，A的示数为，则R1短路；V1的示数为U，A的示数为0，则R2断路    

【解析】[1]电键S闭合前电路处于断路状态，则所有电表均无示数，当开关闭合后，电路中R1、R2串联，电压表V1测R2，V2测电源电压，电流表测电路中电流，故V1、V2、A示数均变大；

[2] 当电键S由断开到闭合时，发现电压表V1、V2的示数始终相同，若电路发生断路，当R1断路时，V1无示数，V2测电源电压，故不符合题意.若R2断路，V1、V2示数均为电源电压，符合题意，此时电路为断路，电流表无示数；若电路发生短路，当R1短路时，电路为只有R2的简单电路，V1、V2均测电源电压，符合题意，此时电流表示数根据欧姆定律可得为.若R2短路，V1也被短路无示数，V2测电源电压，不符合题意；故可得V1的示数为U，A的示数为，则R1短路；V1的示数为U，A的示数为0，则R2断路.

16.在自然灾害中输电线路容易出现故障，科技小组的同学通过实验探究来体验判断故障类型和位置的方法。他们用AB、CD两根长为L的长直电阻丝模拟输电线，在电阻丝的左右两侧可以安装检测电路，电阻丝单位长度的阻值为r。如图1所示，在左侧安装检测电路，其中R0为保护电阻，右侧用导线连接。线路无故障时，电压表V1示数为U，电流表示数为I。

(1)若检测电路中电流表示数大于I，电压表V1示数为U，表明输电线可能出现短路或形成间隙电阻。如图2所示，小组在AB、CD之间某处连接一根导线模拟输电线短路，或在另一处连接未知电阻Rx模拟输电线之间形成间隙电阻，在右侧连接电压表V2。若输电线短路，则电压表V2示数_____；若输电线之间形成间隙电阻，则电压表V2示数_____。（以上两空均选填“为零”、“小于U”或“大于U”）

(2)在图2中，若输电线的故障是短路，电流表的示数为I1，电压表V1的示数为U，则故障处与A端的距离为_____（用r、I1、U、R0表示）。

(3)如图3所示，甲、乙两地相距30km。在甲，乙两地之间沿直线架设了两条输电线，已知输电线的电阻与其长度成正比。现输电线在某处发生了短路，为确定短路位置。甲地检修员先用如图所示的测量仪接入AB时，电流表的示数为0.2A；乙地检修员后用相同的测量仪接入CD时，电流表的示数为0.3A。则短路位置离乙地_____km。

【答案】为零    小于U        12    

【解析】(1)[1][2]若输电线短路，电压表V2被短路，示数为零；若输电线之间形成间隙电阻，电路为R0、Rx与Rx左侧电阻丝串联，电压表测Rx两端的电压，由串联电路的分压特点可知，电压表V2示数小于电压表V1的示数U。

(2)[3]若输电线的故障是短路，由可得电路中的总电阻为

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电阻丝的阻值为

因电阻丝单位长度的阻值为r，所以电阻丝的长度为

则故障处与A端的距离为

(3)[4]已知输电线的电阻与其长度成正比，设每千米输电线的电阻为R0，导线的短路位置离乙地为s乙，短路位置离甲地为

s甲=s0-s乙

则

由欧姆定律可得

即

代入数据可得

解得

知识点三 电路故障的解决方法

17.关于如图所示的电路，下列说法中正确的是：

A.S闭合后，L1、L2并联且都能发光

B.S闭合后，电路将发生短路

C.要使L1、L2串联，可去掉导线a

D.若将导线M从接线柱B改接到接线柱A上，则电路发生短路

【答案】B

【解析】S闭合后，电路将发生短路，两个灯泡都不能发光，故A错，B正确；要使L1、L2串联，可去掉导线b，故C错；若将导线 M 从接线柱 B 改接到接线柱 A 上，则两个灯泡是并联的，不会短路，故D错；应选B.

18.如图所示，电源电压一定，关于电路的工作情况，下列说法正确的是（    ）

A.同时闭合两个开关，通过两只灯泡电流是相同的

B.若灯L2被短路，闭合S1、S2后，灯L1亮，灯L2不亮

C.若先闭合S1，再闭合S2，电压表读数不变、电流表读数变大

D.若电压表和电流表位置对调，闭合S1、S2后，则两表都被烧坏

【答案】C

【解析】A.同时闭合两个开关，于此时两只灯泡是并联的，总电压不变，两只灯泡的规格不同，通过两只灯泡电流是不相同的，故A错误；

B.若灯L2被短路，因为两只灯泡是并联的，闭合S1、S2后，整个电路被短路，灯L1不亮，灯L2也不亮，故B错误；

C.若先闭合S1，再闭合S2，电压表读数仍然等于电源电压，所以不变；由于此时两只灯泡是并联的，总电压不变，总电阻减小，所以电流增大，即电流表读数变大，故C正确；

D.若电压表和电流表位置对调，此时电压表串联在电路中，由于电压表的阻值很大，电路中的电流会很小，所以闭合S1、S2后，则两表都不会烧坏，故D不正确。

故选C。

19.如图所示的实验器材，现用电流表、电压表分别测出通过灯泡的电流和灯泡两端的电压，电路中电流约为0.5A，并用变阻器改变小灯泡的电流，要求滑片向右滑动时灯泡变亮.

 (1)连接电路时开在应处于断开状态，变阻器的滑片应处于____端（A或B）.

 (2)滑片P向左移动时，灯泡亮度____（填“变亮”、“变暗”或“不变”）

 (3)若闭合开关灯不亮，但电压表示数约等电源电压，此时故障可能是________；如发现电流表、电压表的指针均反偏，最简单的解决方法是____________；如移动滑片P发现两表示数均比较小且不变，则原因为_____________.

【答案】A    变暗    灯泡断路    调换电源的正负极    滑动变阻器的下面两个接线柱同时接入电路    

【解析】(1)为了保护电路，要求在电路连接的过程中，开关必须是断开的.图中为了使滑动变阻器接入电路的阻值最大，应先使滑片P处于变阻器的最左端，即A端；(2)读图可知，当滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路中的总电阻变大，则电路中的电流变小，灯泡的亮度变暗.(3)闭合开关灯不亮，但电压表示数约等电源电压说明电压表并联的部分断路，即电路故障可能是灯泡断路；电流表、电压表的指针均反偏，最简单的解决方法是调换电源的正负极；在使用滑动变阻器时，只有选用一上一下两个接线柱，滑动变阻器才具有调节作用；当同时选用下面两个接线柱时或同时选用上面两个接线柱时滑动变阻器不起调节作用，两电表的示数较小说明下面两个接线柱同时接入电路.

20.小舟和他的同学在探究电流与电阻的关系时，用到如下器材：电源1个，电流表，电压表各1只，不同阻值的定值电阻5Ω、10Ω、15Ω和20Ω各一个，滑动变阻器1只，开关1个，导线若干。

(1)在拆接电路时，开关应______；若实验中出现电流表指针如图丙所示，原因是______；

(2)图乙是小舟接的实物电路，其中存在连线错误，而且只要改接一根导线就可以了，请你把接错的那根导线打上“×”，再画线把它改到正确位置上______（导线不允许交叉）。

(3)电路改正后，闭合开关前应将滑动变阻器滑片调至最______端（选填“左”或“右”）；

(4)连接好电路后，如果将电流表和电压表在电路中位置交换，则闭合开关后，会发现两表中只有______（填“电流”或“电压”）表有示数；

(5)当接5Ω电阻时，电压表的示数是3V，保持滑动变阻器的滑片不动，将阻值为5Ω的电阻换成10Ω的电阻接入电路，则电压表的示数将______（填“大于”、“小于”或“等于” ）3V。

(6)如表是他们获取的部分实验数据，则空格中的数据应为______A；由数据可以得出结论：当电阻两端电压相等时，电阻越大，通过它的电流越______（填“大”或“小”）。

【解析】(1)[1]在拆接电路时，开关应断开；

[2]电流表指针反向偏转，如图丙所示，原因是电流表的正负接线柱接反了。

(2)[3]乙图中电压表与电流表的位置接反了，改正后应该将电压表并联在定值电阻两端，将电流表串联在电路中，还要注意量程、正负接线柱，改正后如下图所示

(3)[4]在连接电路时，开关闭合前，滑动变阻器滑片应置于阻值最大处，因为滑动变阻器已经选了左下接线柱，故应将滑片调至最右端。

(4)[5]连接好电路后，如果将电流表和电压表在电路中位置交换，则闭合开关后，会发现两表中只有电压表有示数，因为电压表被串联在了电路中。

(5)[6]滑动变阻器的阻值不变，将阻值为5Ω的电阻换成10Ω的电阻接入电路，根据串联分压的特点可知，电阻两端的电压增大，即大于3V。

(6)[7]由表格中数据知，电阻两端的电压为

当电阻为15Ω时，电流值为

[8]分析表格中数据可知，电压一定时，电阻越大，通过它的电流越小。

21.如甲图所示的电路，闭合开关，两灯均不亮。已知电路连接正确，是其中一个小灯泡损坏了。请你在不拆开原电路的基础上，从乙图所示的实验器材中任选一种连入电路，设计检测方法，找出损坏的小灯泡，并完成表格中相关内容。

闭合开关，若检测灯泡发光，则L1断路；若检测灯泡不发光，则L2断路

【解析】由图像可知两灯串联，闭合开关，两灯均不亮，且其中一个小灯泡损坏，说明其中一只小灯泡断路，因此可选择电压表与L1并联，闭合开关，若L1断路，则电压表与L2串联，电压表有示数，若L2断路电压表无示数，或选择小灯泡与L1并联，闭合开关，若L1断路，则灯泡与L2串联，灯泡发光，若L2断路灯泡不发光。