1 如图所示的电路,闭合开关,观察发现灯$\mathrm{L}_{1}$亮、$\mathrm{L}_{2}$不亮,调节滑动变阻器滑片$P$,灯$\mathrm{L}_{1}$的亮度发生变化,但灯$\mathrm{L}_{2}$始终不亮,出现这一现象的原因可能是(

A.灯$\mathrm{L}_{2}$的灯丝断了
B.滑动变阻器短路了
C.滑动变阻器接触不良
D.灯$\mathrm{L}_{2}$短路了
D
)A.灯$\mathrm{L}_{2}$的灯丝断了
B.滑动变阻器短路了
C.滑动变阻器接触不良
D.灯$\mathrm{L}_{2}$短路了
答案:1. D
解析:
【分析】
首先先梳理电路连接:由实物图可判断,灯泡L₁、L₂与滑动变阻器串联,电压表并联在L₁两端测量其电压。接下来结合题目给出的故障特征逐步推理:首先L₁能够发光,说明电路整体是通路,不存在完全断路的情况,可先排除所有断路类故障;其次调节滑动变阻器滑片时L₁亮度发生变化,说明滑动变阻器可以正常改变接入电路的电阻,滑动变阻器本身功能正常。接下来将每个选项对应的故障现象和题目描述逐一比对,就能筛选出符合所有条件的故障原因。
【解析】
我们逐个分析选项:
A. 若灯L₂的灯丝断了,整个串联电路会处于断路状态,电路中没有电流,灯L₁也无法发光,与题目中L₁亮的现象矛盾,该选项错误。
B. 若滑动变阻器短路了,滑动变阻器接入电阻始终为0,调节滑片时不会改变电路总电阻,灯L₁的亮度不会发生变化,与题目描述矛盾,该选项错误。
C. 若滑动变阻器接触不良,电路会处于断路状态,电路无电流,灯L₁也不会发光,不符合题意,该选项错误。
D. 若灯L₂短路了,电路仍然是导通的通路,电流可以正常流过L₁,因此L₁发光;L₂被短路无电流通过,因此始终不亮;滑动变阻器仍可正常改变接入电阻,调节滑片时电路总电阻变化,L₁的亮度随之改变,完全符合题目所有现象,该选项正确。
【答案】
D
【知识点】
串联电路故障分析
电路的三种状态
滑动变阻器工作原理
【点评】
本题是初中物理典型的串联电路故障排查题,核心解题技巧是先根据“部分用电器正常工作”快速排除断路类故障,再结合其余现象逐一验证剩余选项,逻辑清晰不易出错,适合巩固电路故障分析的基础思路。
【难度系数】
0.7
首先先梳理电路连接:由实物图可判断,灯泡L₁、L₂与滑动变阻器串联,电压表并联在L₁两端测量其电压。接下来结合题目给出的故障特征逐步推理:首先L₁能够发光,说明电路整体是通路,不存在完全断路的情况,可先排除所有断路类故障;其次调节滑动变阻器滑片时L₁亮度发生变化,说明滑动变阻器可以正常改变接入电路的电阻,滑动变阻器本身功能正常。接下来将每个选项对应的故障现象和题目描述逐一比对,就能筛选出符合所有条件的故障原因。
【解析】
我们逐个分析选项:
A. 若灯L₂的灯丝断了,整个串联电路会处于断路状态,电路中没有电流,灯L₁也无法发光,与题目中L₁亮的现象矛盾,该选项错误。
B. 若滑动变阻器短路了,滑动变阻器接入电阻始终为0,调节滑片时不会改变电路总电阻,灯L₁的亮度不会发生变化,与题目描述矛盾,该选项错误。
C. 若滑动变阻器接触不良,电路会处于断路状态,电路无电流,灯L₁也不会发光,不符合题意,该选项错误。
D. 若灯L₂短路了,电路仍然是导通的通路,电流可以正常流过L₁,因此L₁发光;L₂被短路无电流通过,因此始终不亮;滑动变阻器仍可正常改变接入电阻,调节滑片时电路总电阻变化,L₁的亮度随之改变,完全符合题目所有现象,该选项正确。
【答案】
D
【知识点】
串联电路故障分析
电路的三种状态
滑动变阻器工作原理
【点评】
本题是初中物理典型的串联电路故障排查题,核心解题技巧是先根据“部分用电器正常工作”快速排除断路类故障,再结合其余现象逐一验证剩余选项,逻辑清晰不易出错,适合巩固电路故障分析的基础思路。
【难度系数】
0.7
2 如图所示,闭合开关 S 时,灯 $\mathrm{L}_{1}$、$\mathrm{L}_{2}$ 都不亮,用一根导线的两端接触 $a$、$b$ 两点时两灯也不亮;接触$b$、$c$ 两点时,两灯仍不亮;接触 $c$、$d$ 两点时,两灯都亮。则下列分析正确的是(

A.灯 $\mathrm{L}_{1}$ 可能短路
B.灯 $\mathrm{L}_{2}$ 的灯座处可能接触不良
C.开关 S 处可能断路
D.上述分析均不对
C
)A.灯 $\mathrm{L}_{1}$ 可能短路
B.灯 $\mathrm{L}_{2}$ 的灯座处可能接触不良
C.开关 S 处可能断路
D.上述分析均不对
答案:2. C
解析:
【分析】
首先,闭合开关后两串联灯泡都不亮,首先排除单灯短路的可能,因为单灯短路时另一盏灯仍会接入电路发光,因此故障大概率是电路整体断路。接下来我们用导线逐段并联检测的现象反向推导断路位置:第一步,导线接触a、b两点(短路L₁),两灯仍不亮,说明断路点不在L₁所在的a、b区间;第二步,导线接触b、c两点(短路L₂),两灯仍不亮,说明断路点也不在L₂所在的b、c区间;第三步,导线接触c、d两点时两灯都亮,说明此时电路被导通,证明断路点就在c、d之间,也就是开关S的位置,再逐一验证选项即可得到正确答案。
【解析】
1. 判断故障整体类型:该电路为两灯串联的电路,闭合开关后L₁、L₂都不亮,说明电路发生了断路故障,若任意一盏灯短路,另一盏灯都会正常发光,与初始现象矛盾。
2. 分析三次导线检测的现象:
导线两端接触a、b两点,将L₁短路,两灯仍不亮,说明断路位置不在a、b之间,L₁不存在断路故障;
导线两端接触b、c两点,将L₂短路,两灯仍不亮,说明断路位置不在b、c之间,L₂不存在断路故障;
导线两端接触c、d两点,将开关S短路,两灯都发光,说明此时电路形成完整通路,证明断路位置就在c、d之间,即开关S处发生断路。
3. 逐一判断选项:
A选项:若灯L₁短路,闭合开关后L₂会直接接入电源正常发光,不符合初始两灯都不亮的条件,错误;
B选项:若灯L₂的灯座处接触不良,即L₂发生断路,那么导线接触b、c两点时,电路会导通,L₁会发光,与题中“接触b、c两点时两灯仍不亮”的现象矛盾,错误;
C选项:开关S处可能断路,完全符合所有实验现象,正确;
D选项:上述分析均不对,与推导结论矛盾,错误。
【答案】
C
【知识点】
串联电路故障分析,断路故障检测
【点评】
本题是串联电路故障排查的经典基础题型,核心考查“导线短路法”判断断路位置的逻辑:将导线并联在某段电路两端,若电路恢复正常工作,说明被并联的这段电路发生了断路。解题时要注意区分短路、断路两类故障对应的不同现象,避免混淆。
【难度系数】
0.7
首先,闭合开关后两串联灯泡都不亮,首先排除单灯短路的可能,因为单灯短路时另一盏灯仍会接入电路发光,因此故障大概率是电路整体断路。接下来我们用导线逐段并联检测的现象反向推导断路位置:第一步,导线接触a、b两点(短路L₁),两灯仍不亮,说明断路点不在L₁所在的a、b区间;第二步,导线接触b、c两点(短路L₂),两灯仍不亮,说明断路点也不在L₂所在的b、c区间;第三步,导线接触c、d两点时两灯都亮,说明此时电路被导通,证明断路点就在c、d之间,也就是开关S的位置,再逐一验证选项即可得到正确答案。
【解析】
1. 判断故障整体类型:该电路为两灯串联的电路,闭合开关后L₁、L₂都不亮,说明电路发生了断路故障,若任意一盏灯短路,另一盏灯都会正常发光,与初始现象矛盾。
2. 分析三次导线检测的现象:
导线两端接触a、b两点,将L₁短路,两灯仍不亮,说明断路位置不在a、b之间,L₁不存在断路故障;
导线两端接触b、c两点,将L₂短路,两灯仍不亮,说明断路位置不在b、c之间,L₂不存在断路故障;
导线两端接触c、d两点,将开关S短路,两灯都发光,说明此时电路形成完整通路,证明断路位置就在c、d之间,即开关S处发生断路。
3. 逐一判断选项:
A选项:若灯L₁短路,闭合开关后L₂会直接接入电源正常发光,不符合初始两灯都不亮的条件,错误;
B选项:若灯L₂的灯座处接触不良,即L₂发生断路,那么导线接触b、c两点时,电路会导通,L₁会发光,与题中“接触b、c两点时两灯仍不亮”的现象矛盾,错误;
C选项:开关S处可能断路,完全符合所有实验现象,正确;
D选项:上述分析均不对,与推导结论矛盾,错误。
【答案】
C
【知识点】
串联电路故障分析,断路故障检测
【点评】
本题是串联电路故障排查的经典基础题型,核心考查“导线短路法”判断断路位置的逻辑:将导线并联在某段电路两端,若电路恢复正常工作,说明被并联的这段电路发生了断路。解题时要注意区分短路、断路两类故障对应的不同现象,避免混淆。
【难度系数】
0.7
3 如图所示电路中,电源两端电压保持不变。开关S闭合后,灯$\mathrm{L}_{1}$、$\mathrm{L}_{2}$都亮。一段时间后,灯$\mathrm{L}_{1}$突然不亮,同时灯$\mathrm{L}_{2}$变得更亮,电流表的示数变大。产生这一现象可能是由于(

A.灯$\mathrm{L}_{1}$被短路
B.灯$\mathrm{L}_{1}$断路
C.灯$\mathrm{L}_{2}$被短路
D.灯$\mathrm{L}_{2}$断路
A
)A.灯$\mathrm{L}_{1}$被短路
B.灯$\mathrm{L}_{1}$断路
C.灯$\mathrm{L}_{2}$被短路
D.灯$\mathrm{L}_{2}$断路
答案:3. A
解析:
【分析】
首先先识别电路结构,由题图可知灯L₁、L₂串联,电流表测量整个串联电路的电流。结合题干给出的故障现象:L₁突然不亮、L₂变得更亮、电流表示数变大,我们可以按逻辑逐步推导:首先根据欧姆定律I=U/R,电源电压保持不变,电流变大说明电路总电阻变小,因此故障不可能是断路——断路会直接切断电路,电流表示数会变为0,和“电流表示数变大”的条件矛盾,因此可以先直接排除所有断路类选项。接下来再分析剩余的短路类选项,结合灯泡亮暗的描述逐一验证,就能匹配出符合所有现象的故障原因。
【解析】
该电路为L₁和L₂的串联电路,电流表测串联电路的总电流,电源电压恒定不变:
1. 电流表示数变大,说明电路总电阻变小,因此故障类型为短路;如果是断路故障,电路中没有电流,电流表示数会变为0,不符合题干现象,因此直接排除B(L₁断路)、D(L₂断路)选项。
2. 若灯L₂被短路,L₂中没有电流通过,L₂会直接熄灭,和题干中“灯L₂变得更亮”的描述矛盾,排除C选项。
3. 若灯L₁被短路,电路总电阻变为仅L₂的电阻,总电阻小于原来两灯的总电阻,电路电流随之变大,电流表示数变大;L₂的实际功率P=I²R₂会随电流增大而升高,因此L₂变得更亮;同时L₁被短路,没有电流通过,因此L₁不亮,所有现象完全符合题干描述。
综上,符合条件的故障是灯L₁被短路。
【答案】A
【知识点】
串联电路故障分析,欧姆定律应用
【点评】
本题是串联电路故障的经典基础题型,不需要复杂计算,核心考察学生对串联通路下短路、断路故障的现象区分能力,解题时可以先通过电流的变化快速缩小故障范围,再结合灯泡亮暗特征逐一排除错误选项,思路清晰不容易出错。
【难度系数】
0.7
首先先识别电路结构,由题图可知灯L₁、L₂串联,电流表测量整个串联电路的电流。结合题干给出的故障现象:L₁突然不亮、L₂变得更亮、电流表示数变大,我们可以按逻辑逐步推导:首先根据欧姆定律I=U/R,电源电压保持不变,电流变大说明电路总电阻变小,因此故障不可能是断路——断路会直接切断电路,电流表示数会变为0,和“电流表示数变大”的条件矛盾,因此可以先直接排除所有断路类选项。接下来再分析剩余的短路类选项,结合灯泡亮暗的描述逐一验证,就能匹配出符合所有现象的故障原因。
【解析】
该电路为L₁和L₂的串联电路,电流表测串联电路的总电流,电源电压恒定不变:
1. 电流表示数变大,说明电路总电阻变小,因此故障类型为短路;如果是断路故障,电路中没有电流,电流表示数会变为0,不符合题干现象,因此直接排除B(L₁断路)、D(L₂断路)选项。
2. 若灯L₂被短路,L₂中没有电流通过,L₂会直接熄灭,和题干中“灯L₂变得更亮”的描述矛盾,排除C选项。
3. 若灯L₁被短路,电路总电阻变为仅L₂的电阻,总电阻小于原来两灯的总电阻,电路电流随之变大,电流表示数变大;L₂的实际功率P=I²R₂会随电流增大而升高,因此L₂变得更亮;同时L₁被短路,没有电流通过,因此L₁不亮,所有现象完全符合题干描述。
综上,符合条件的故障是灯L₁被短路。
【答案】A
【知识点】
串联电路故障分析,欧姆定律应用
【点评】
本题是串联电路故障的经典基础题型,不需要复杂计算,核心考察学生对串联通路下短路、断路故障的现象区分能力,解题时可以先通过电流的变化快速缩小故障范围,再结合灯泡亮暗特征逐一排除错误选项,思路清晰不容易出错。
【难度系数】
0.7
4 在如图所示的电路中,电源电压不变,电阻$R_{1}$或$R_{2}$中的一个出现了断路故障。
(1) 若开关S从断开到闭合时,电流表示数不变,则故障是
(2) 若开关S断开时,电流表示数为0,则故障是

(1) 若开关S从断开到闭合时,电流表示数不变,则故障是
$R_{2}$ 断路
。(2) 若开关S断开时,电流表示数为0,则故障是
$R_{1}$ 断路
。答案:4. (1) $R_{2}$ 断路 (2) $R_{1}$ 断路
解析:
【分析】
首先先梳理电路的两种工作状态:开关S断开时,只有R1接入电路,电流表测量通过R1的电流;开关S闭合后,R1与R2并联,电流表测量干路总电流。题目限定故障仅为R1或R2中的一个发生断路,我们可以用假设法,分别代入两种故障,对比对应的电表示数变化,和题目给出的条件匹配,就能推导得到对应故障。
第一问要求开关S从断开到闭合电流表示数不变:先假设故障是R1断路,S断开时整个电路断开,电流表示数为0;S闭合后电流可通过R2形成通路,电流表有示数,示数从0变为非0,明显发生变化,不符合条件。再假设故障是R2断路,S断开时R1正常通路,电流表有示数;S闭合后R2仍然断路,电路中依然只有R1接入,电流表的示数还是R1的电流,和S断开时完全相等,示数不变,符合条件。
第二问要求开关S断开时电流表示数为0:S断开时电路只有R1所在的通路,电流为0说明这条通路是断开的,也就是R1断路;如果故障是R2断路,S断开时R1通路,电流表有示数,不符合条件。
【解析】
先明确电路结构:
1. 开关S断开时,电路为R1的简单电路,电流表测通过R1的电流;
2. 开关S闭合后,R1与R2并联,电流表测干路电流。
已知故障为R1、R2中仅有一个发生断路:
(1) 对两种可能故障逐一验证:
若R1断路:S断开时电路无通路,电流表示数为0;S闭合后R2接入电路形成通路,电流表示数不为0,电流表示数发生变化,不符合题意。
若R2断路:S断开时R1正常工作,电流表有示数;S闭合后R2仍为断路状态,电路仍只有R1接入,电流表的示数等于S断开时通过R1的电流,示数不变,符合题意。
(2) 开关S断开时电流表示数为0,说明此时唯一的通路(R1所在支路)处于断开状态,因此故障为R1断路;若故障为R2断路,S断开时R1通路,电流表有示数,不符合题意。
【答案】
(1) $R_{2}$ 断路 (2) $R_{1}$ 断路
【知识点】
并联电路特点,断路故障判断
【点评】
本题是限定条件的并联电路单故障分析题,核心是先理清开关通断前后的电路通路情况,使用假设法逐一验证故障对应的现象,即可快速匹配正确结果,易错点是误判S断开时R2支路的状态,错将S断开时的电路判定为断路。
【难度系数】
0.6
首先先梳理电路的两种工作状态:开关S断开时,只有R1接入电路,电流表测量通过R1的电流;开关S闭合后,R1与R2并联,电流表测量干路总电流。题目限定故障仅为R1或R2中的一个发生断路,我们可以用假设法,分别代入两种故障,对比对应的电表示数变化,和题目给出的条件匹配,就能推导得到对应故障。
第一问要求开关S从断开到闭合电流表示数不变:先假设故障是R1断路,S断开时整个电路断开,电流表示数为0;S闭合后电流可通过R2形成通路,电流表有示数,示数从0变为非0,明显发生变化,不符合条件。再假设故障是R2断路,S断开时R1正常通路,电流表有示数;S闭合后R2仍然断路,电路中依然只有R1接入,电流表的示数还是R1的电流,和S断开时完全相等,示数不变,符合条件。
第二问要求开关S断开时电流表示数为0:S断开时电路只有R1所在的通路,电流为0说明这条通路是断开的,也就是R1断路;如果故障是R2断路,S断开时R1通路,电流表有示数,不符合条件。
【解析】
先明确电路结构:
1. 开关S断开时,电路为R1的简单电路,电流表测通过R1的电流;
2. 开关S闭合后,R1与R2并联,电流表测干路电流。
已知故障为R1、R2中仅有一个发生断路:
(1) 对两种可能故障逐一验证:
若R1断路:S断开时电路无通路,电流表示数为0;S闭合后R2接入电路形成通路,电流表示数不为0,电流表示数发生变化,不符合题意。
若R2断路:S断开时R1正常工作,电流表有示数;S闭合后R2仍为断路状态,电路仍只有R1接入,电流表的示数等于S断开时通过R1的电流,示数不变,符合题意。
(2) 开关S断开时电流表示数为0,说明此时唯一的通路(R1所在支路)处于断开状态,因此故障为R1断路;若故障为R2断路,S断开时R1通路,电流表有示数,不符合题意。
【答案】
(1) $R_{2}$ 断路 (2) $R_{1}$ 断路
【知识点】
并联电路特点,断路故障判断
【点评】
本题是限定条件的并联电路单故障分析题,核心是先理清开关通断前后的电路通路情况,使用假设法逐一验证故障对应的现象,即可快速匹配正确结果,易错点是误判S断开时R2支路的状态,错将S断开时的电路判定为断路。
【难度系数】
0.6
5 如图,闭合开关,灯泡不亮。在闭合开关且不拆开导线的情况下,将 N 接电源负极,M 依次试触E、F、G接线柱,发现电压表示数第一次接近3V,后两次为0。若故障只有一个,则可能是(

A.电源没电
B.开关断路
C.灯泡断路
D.滑动变阻器断路
C
)A.电源没电
B.开关断路
C.灯泡断路
D.滑动变阻器断路
答案:5. C
解析:
【分析】
这是串联电路断路故障的判断类题目,解题思路是利用电压表检测故障的核心规律:当电压表的两个接线柱可以分别连通到电源正、负极时,电压表会显示接近电源电压的示数;若无法同时连通电源正负极,电压表示数为0。首先明确电路正常通路:两节干电池总电压为3V,电流从电源正极出发,依次经过滑动变阻器、灯泡、开关,回到电源负极。再结合题目的操作现象逐步推导:第一步,N接电源负极,M试触E时电压接近3V,说明E点到电源正极的路径完好,可直接排除滑动变阻器断路、电源没电的可能;第二步,M试触F、G时电压都为0,说明F点到电源正极的路径是断开的,也就是E、F之间的元件出现断路,进一步排除开关断路的可能,最终锁定故障类型。
【解析】
我们逐一验证选项:
1. 选项A:若电源没电,M试触E时电压表不可能出现接近3V的示数,和题目现象矛盾,A错误。
2. 选项B:若开关断路,M试触E、F时,电压表都可以通过灯泡、滑动变阻器连通到电源正极,N接电源负极,这两次电压表都会显示接近3V的示数,不符合后两次示数为0的现象,B错误。
3. 选项C:若灯泡断路:M接E时,E通过完好的滑动变阻器连通电源正极,N接电源负极,电压表测电源电压,示数接近3V;M接F、G时,由于灯泡断路,F、G无法连通到电源正极,电压表两端等效都接在电源负极侧,示数为0,完全符合题目的所有现象,C正确。
4. 选项D:若滑动变阻器断路,E点无法连通到电源正极,M试触E时电压表的示数就会为0,不符合第一次示数接近3V的现象,D错误。
【答案】
C
【知识点】
电路故障判断,电压表的使用
【点评】
本题考查用电压表排查串联电路断路故障的逻辑,核心是掌握“电压表有示数说明两个接线柱到电源正负极的路径均导通,断点在电压表两个接线柱之间”的规律,需要结合现象逐一排除错误选项,避免混淆不同断路位置对应的电压表现象。
【难度系数】
0.6
这是串联电路断路故障的判断类题目,解题思路是利用电压表检测故障的核心规律:当电压表的两个接线柱可以分别连通到电源正、负极时,电压表会显示接近电源电压的示数;若无法同时连通电源正负极,电压表示数为0。首先明确电路正常通路:两节干电池总电压为3V,电流从电源正极出发,依次经过滑动变阻器、灯泡、开关,回到电源负极。再结合题目的操作现象逐步推导:第一步,N接电源负极,M试触E时电压接近3V,说明E点到电源正极的路径完好,可直接排除滑动变阻器断路、电源没电的可能;第二步,M试触F、G时电压都为0,说明F点到电源正极的路径是断开的,也就是E、F之间的元件出现断路,进一步排除开关断路的可能,最终锁定故障类型。
【解析】
我们逐一验证选项:
1. 选项A:若电源没电,M试触E时电压表不可能出现接近3V的示数,和题目现象矛盾,A错误。
2. 选项B:若开关断路,M试触E、F时,电压表都可以通过灯泡、滑动变阻器连通到电源正极,N接电源负极,这两次电压表都会显示接近3V的示数,不符合后两次示数为0的现象,B错误。
3. 选项C:若灯泡断路:M接E时,E通过完好的滑动变阻器连通电源正极,N接电源负极,电压表测电源电压,示数接近3V;M接F、G时,由于灯泡断路,F、G无法连通到电源正极,电压表两端等效都接在电源负极侧,示数为0,完全符合题目的所有现象,C正确。
4. 选项D:若滑动变阻器断路,E点无法连通到电源正极,M试触E时电压表的示数就会为0,不符合第一次示数接近3V的现象,D错误。
【答案】
C
【知识点】
电路故障判断,电压表的使用
【点评】
本题考查用电压表排查串联电路断路故障的逻辑,核心是掌握“电压表有示数说明两个接线柱到电源正负极的路径均导通,断点在电压表两个接线柱之间”的规律,需要结合现象逐一排除错误选项,避免混淆不同断路位置对应的电压表现象。
【难度系数】
0.6