第24講 電路故障與動(dòng)態(tài)電路的計(jì)算（原卷版）

第24講電路故障與動(dòng)態(tài)電路的計(jì)算電路故障動(dòng)態(tài)電路的分析電阻阻值與滑動(dòng)變阻器范圍一.電路故障1.電路的三種基本狀態(tài)是：(1)通路，電路形成回路，電路中有持續(xù)電流，電路工作；(2)開(kāi)路，指電路的某一位置斷開(kāi)，無(wú)法形成回路，電路中沒(méi)有電流，電路不工作；(3)短路，指電源的正負(fù)極被導(dǎo)線直接相連，電流不經(jīng)過(guò)用電器直接從電源正極流向負(fù)極，【串聯(lián)電路】1.兩個(gè)燈都不亮：可能發(fā)生斷路，或者發(fā)生電源短路或兩個(gè)燈泡均被短路。（1）電路中有電流可證明并非斷路（2）無(wú)電流，可使用電壓表檢驗(yàn)（電壓表測(cè)量有示數(shù)，即可判斷中間有斷路）（3）無(wú)電流，可使用導(dǎo)線或電流表檢驗(yàn)（并聯(lián)后另一個(gè)燈泡亮起來(lái)，中間有斷路）2.一個(gè)燈泡不亮：不亮的燈泡被短路。二.動(dòng)態(tài)電路1.類(lèi)似電路，在滑動(dòng)變阻器移動(dòng)的過(guò)程中，唯一不變的量是電源電壓可通過(guò)用電器電壓之和等于電源電壓，得出等式進(jìn)行計(jì)算。2.電路的動(dòng)態(tài)發(fā)生可能由于斷路、短路的發(fā)生導(dǎo)致電流電壓的變化。三．滑動(dòng)變阻器接入電阻的范圍1.最大阻值：首先應(yīng)先進(jìn)行分析，若隨著變阻器阻值的增大，各電表的示數(shù)在減小，則變阻器允許的最大阻值即為變阻器銘牌中標(biāo)注的最大值；若串聯(lián)電路中，有電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端，則應(yīng)利用電壓表的量程最大值、電路電流值，求變阻器允許的最大阻值，即Rmax=U電壓表max/I2.最小阻值：應(yīng)先確定電路中允許的電流最大值，確定的依據(jù)是：電流表的量程、滑動(dòng)變阻器的銘牌、用電器的額定電流以及并聯(lián)在用電器兩端的電壓量程，利用這四者分別求出每一條件下允許的最大電流，取四者中最小的，作為電路中允許的最大電流，然后再根據(jù)滑動(dòng)變阻器之外的用電器兩端電壓、電源電壓來(lái)計(jì)算滑動(dòng)變阻器的最小阻值，即Rmin=(U電源-U額)/Imin四．電路的電流、電壓的極值1.電路電流的極值：a.電路最大電流：依據(jù)電路中用電器的額定電流、電流表的量程來(lái)決定，取兩者中的最小值作為電路的最大電流值；b.電路最小電流：依據(jù)滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值決定，此時(shí)電路中的總電阻最大，由I=U/R可知此時(shí)電路中電流為最小電流：Imin=U電源/R總最大2.用電器兩端電壓的極值a.最大電壓：依據(jù)用電器的額定電壓，電壓表的量程來(lái)決定，取兩者中的最小阻值作為用電器兩端的最大電壓值；b.一般是求滑動(dòng)變阻器的最小電壓：此時(shí)要根據(jù)滑動(dòng)變阻器之外的用電器的額定電壓或電壓表的量程來(lái)決定，此時(shí)要注意電路安全問(wèn)題，即要注意在變阻器之外的用電器在不超過(guò)其額定值及電壓表量程的情況下來(lái)取最小電壓?？键c(diǎn)一：電路故障【例1】如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，閉合開(kāi)關(guān)S，電路正常工作。過(guò)了一會(huì)兒，兩電表的示數(shù)都突然變大，則該電路中出現(xiàn)的故障可能是（）A．燈L1發(fā)生了斷路B．燈L1發(fā)生了短路C．燈L2出現(xiàn)斷路 D．燈L2出現(xiàn)短路26．小明在做測(cè)量小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻的實(shí)驗(yàn)時(shí)，閉合開(kāi)關(guān)，電路正常工作，過(guò)了一會(huì)兒，燈泡熄滅，若故障只發(fā)生在燈泡或滑動(dòng)變阻器上，小明將導(dǎo)線并聯(lián)在燈泡兩端，下列推斷正確的是（）A．電流表有示數(shù)，一定是燈泡斷路B．電流表無(wú)示數(shù)，一定是滑動(dòng)變阻器斷路C．電壓表有示數(shù)，一定是燈泡短路D．電壓表無(wú)示數(shù)，一定是滑動(dòng)變阻器短路考點(diǎn)二：動(dòng)態(tài)電路的分析【例1】小明設(shè)計(jì)了如圖甲所示的風(fēng)速儀，燈泡的額定電壓為5V，其電流與電壓的關(guān)系如圖乙所示。AB為粗細(xì)均勻的電阻絲，總電阻為15Ω，OP為不計(jì)電阻的金屬細(xì)桿（與AB接觸良好），閉合開(kāi)關(guān)S，無(wú)風(fēng)時(shí)OP自然下垂，此時(shí)電流表的示數(shù)為0.2A。下列說(shuō)法正確的是（）A．風(fēng)越大，電阻絲接入電路的電阻越大B．電流表示數(shù)越大，說(shuō)明風(fēng)力越大C．電源電壓是6VD．若燈泡損壞，可以用一根導(dǎo)線替代【例2】如圖所示，電源電壓保持不變，是定值電阻，R是光敏電阻，其阻值隨光照的增強(qiáng)而減小。閉合開(kāi)關(guān)，逐漸減小R的光照強(qiáng)度，電表示數(shù)的變化情況是（）

A．A表和V表示數(shù)均變大 B．A和V表示數(shù)均變小C．A表示數(shù)變大，V表示數(shù)變小 D．A表示數(shù)變小，V表示數(shù)變大考點(diǎn)三：電阻的計(jì)算與滑動(dòng)變阻器取值范圍【例1】在如圖甲電路中，電源電壓不變，R0為定值電阻，R為滑動(dòng)變阻器。在滑片P從最右端向最左端滑動(dòng)過(guò)程中，電壓表與電流表的示數(shù)變化關(guān)系如圖乙。則下列說(shuō)法正確的是（）

A．電源電壓為5V B．R0最大電壓為4VC．定值電阻R0為8Ω D．滑片P在中點(diǎn)時(shí)，電流為0.3A【例2】如圖甲所示的電路中，電源電壓不變，電流表的量程為0~0.6A，電壓表的量程為0~15V，滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“200Ω1A”，在移動(dòng)滑片的過(guò)程中，電壓表的示數(shù)與滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻的關(guān)系如圖乙所示。在保證電路安全的前提下，下列說(shuō)法正確的是（

）

A．電源電壓15VB．R1的阻值10ΩC．R2的變化范圍是10~20ΩD．電路中的電流最小為0.15A1．某電子秤的簡(jiǎn)化電路如圖所示，R0是定值電阻，是壓敏電阻，其阻值隨著壓力增大而減小，電源電壓恒定不變。閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)上方壓力F增大時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A．的阻值變大B．通過(guò)的電流變小C．兩端的電壓變大 D．電壓表的示數(shù)變大2．如圖所示電路，電源電壓為4.5V保持不變，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，只有一個(gè)燈泡發(fā)光且電壓表的示數(shù)等于電源電壓，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是（）A．燈泡L1處斷路B．燈泡L2處斷路C．燈泡L1處短路 D．燈泡L2處短路3．如圖電路原來(lái)均正常工作，過(guò)一會(huì)兒，兩表中一表示數(shù)變大，另一表示數(shù)變小，且電路中除了燈泡L和電阻R及其連接外，電路中其他部位連接均無(wú)問(wèn)題，電表也是完好的，則（）A．可能是燈絲短路B．可能是燈絲斷了C．燈泡可能仍然發(fā)光 D．一定是R短路4．如圖所示，電源電壓保持不變，閉合開(kāi)關(guān)S后，將滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）

A．電流表的示數(shù)不變，電壓表V的示數(shù)變小B．電流表的示數(shù)不變，電壓表V的示數(shù)不變C．電壓表V的示數(shù)與電流表的示數(shù)比值不變D．電壓表V的示數(shù)與電流表的示數(shù)比值變小5．如圖所示的電路，已知電流表的量程為，電壓表的量程為0～3V，定值電阻R1的阻值為10，滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為50，電源電壓為6V。開(kāi)關(guān)S閉合后，在滑動(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)的過(guò)程中，為了保護(hù)電壓表和電流表，下列說(shuō)法正確的是（）

A．電壓表最小示數(shù)是1VB．滑動(dòng)變阻器滑片允許滑到最左端C．電路中允許通過(guò)的最大電流是0.6AD．滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)的過(guò)程中，電流表先達(dá)到最大量程6．如圖所示，已知R1=30Ω、R2=10Ω。閉合開(kāi)關(guān)S，將單刀雙擲開(kāi)關(guān)S1接a處，滑動(dòng)變阻器的滑片移到某處，電壓表的示數(shù)為2V；保持滑動(dòng)變阻器的阻值不變，將單刀雙擲開(kāi)關(guān)接b處，電壓表的示數(shù)變?yōu)?.2V。則滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為（）

A．15ΩB．20ΩC．25Ω D．30Ω7．如圖甲所示，電源電壓保持不變，R1為定值電阻，滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為50Ω。開(kāi)關(guān)S閉合，滑片從右端滑動(dòng)到左端的過(guò)程中，電壓表的示數(shù)U和電流表的示數(shù)I的關(guān)系圖像如圖乙所示。下列說(shuō)法不正確的是（）

A．電源電壓為6VB．定值電阻R1的阻值為10ΩC．圖乙中電流I0的值為0.1AD．當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2為20Ω時(shí)，電流表的示數(shù)為0.3A8．如圖甲所示電路，R2為定值電阻，電源電壓不變，閉合開(kāi)關(guān)S，將滑片P從b端移動(dòng)到a端的過(guò)程中，電流表和電壓表示數(shù)變化關(guān)系如圖乙所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．滑動(dòng)變阻器的最大阻值為15ΩB．定值電阻R2的阻值為5ΩC．滑動(dòng)變阻器滑片P在b端時(shí)，R2兩端電壓為1VD．電源電壓為4.5V9．圖甲是探究歐姆定律的實(shí)驗(yàn)電路，電源電壓恒定，R1是滑動(dòng)變阻器，R2是定值電阻；圖乙中的a、b分別是將滑動(dòng)變阻器R1的滑片從最左端移動(dòng)到最右端的過(guò)程中，電流表A的示數(shù)隨兩電壓表V1、V2的示數(shù)變化關(guān)系圖像。下列說(shuō)法中正確的是（）A．圖線b是電流表A的示數(shù)隨電壓表V1的示數(shù)變化關(guān)系圖像B．當(dāng)電壓表V1、V2的示數(shù)相等時(shí)，滑片在滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)位置C．電源電壓是6VD．定值電阻阻值是1Ω10．圖甲是一種測(cè)溫電路，溫度表由量程為3V的電壓表改裝而成，電源電壓恒為6V，R的阻值為40Ω，熱敏電阻的阻值Rt隨溫度t變化的關(guān)系如圖乙所示。下列選項(xiàng)錯(cuò)誤的是（）A．電路可測(cè)量的最高溫度為50℃B．溫度表的10℃應(yīng)標(biāo)在電壓表2V刻度處C．若將U增大3V，R增大60Ω，電路可測(cè)量的最高溫度將增大D．若僅將U減小，電路可測(cè)量的最高溫度將增大11．利用如圖甲所示的電路探究電流和電阻的關(guān)系，電源電壓保持3V不變，分別將5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值電阻R連入電路，按實(shí)驗(yàn)要求測(cè)得通過(guò)各定值電阻的電流，描繪出如圖乙所示的圖像，則下列判斷正確的是（）A．實(shí)驗(yàn)中電壓表的示數(shù)保持1V不變B．當(dāng)R短路時(shí)，電壓表有示數(shù)，電流表無(wú)示數(shù)C．電壓一定時(shí)，電阻和電流成正比D．將R從5Ω換成10Ω后，應(yīng)將滑片向右移12．如圖，電源電壓不變，閉合開(kāi)關(guān)S后，燈L1、L2都發(fā)光，一段時(shí)間后，兩盞燈突然熄滅，此時(shí)電流無(wú)示數(shù)，電壓表有示數(shù)，則產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是（）A．燈L1短路B．燈L2短路C．燈L1斷路 D．燈L2斷路13．如圖甲所示，電源電壓保持不變，閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，滑動(dòng)變阻器的滑片P從端滑到端，電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的變化關(guān)系如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是（）A．定值電阻的阻值是 B．定值電阻的阻值是C．滑動(dòng)變阻器的阻值范圍是 D．滑動(dòng)變阻器的阻值范圍是14．在如圖所示的電路中，電源電壓不變，閉合開(kāi)關(guān)S，電路正常工作，過(guò)一會(huì)兒，燈L1突然變亮，電流表、電壓表示數(shù)都變大。該電路中可能出現(xiàn)的故障是（）A．燈L1短路B．燈L1斷路C．電阻R短路 D．電阻R斷路15．如圖所示的電路中，、均為定值電阻，且電源電壓保持不變，閉合開(kāi)關(guān)，一段時(shí)間后電阻發(fā)生斷路故障，則（）A．電流表示數(shù)變小，電壓表示數(shù)變小 B．電流表示數(shù)變小，電壓表示數(shù)變大C．電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)變大 D．電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)變小16．如圖所示的電路中，電源電壓保持不變。閉合開(kāi)關(guān)，電路正常工作，過(guò)了一會(huì)兒，有燈泡熄滅，兩個(gè)電表中只有一個(gè)電表的示數(shù)變大。若電路中只有一處故障，則故障可能是（）A．燈泡L1斷路B．燈泡L2斷路C．燈泡L1短路 D．以上情況都不對(duì)17．關(guān)于如圖所示的電路，忽略導(dǎo)線的電阻，在S1，S2都閉合后，下列說(shuō)法正確的是（）A．L1與L2的亮度一定不同 B．L1與L2兩端的電壓一定不相等C．若L1被短路，則L2一定不亮 D．通過(guò)L1與L2的電流一定相等18．如圖甲所示，電源電壓保持不變，閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，滑動(dòng)變阻器的滑片P從b端滑到a端，電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I的變化關(guān)系如圖乙所示，下列說(shuō)法正確的是（）

A．電源電壓是3VB．定值電阻R的阻值是60ΩC．若定值電阻R接觸不良時(shí)，電流表示數(shù)為0，電壓表示數(shù)為9VD．滑動(dòng)變阻器的阻值范圍是0~18Ω19．如圖所示，電源電壓恒為16V，電流表量程0～0.6A，電壓表量程0～15V，小燈泡規(guī)格“5V

2.5W”，滑動(dòng)變阻器規(guī)格“190Ω

1A”。若不考慮小燈泡阻值隨溫度的變化，要求電路中各元件均安全工作，小燈泡兩端電壓不超過(guò)額定電壓。閉合開(kāi)關(guān)，下列說(shuō)法正確的是（）

A．滑片向右滑動(dòng)，電流表、電壓表示數(shù)均變小B．電流表的示數(shù)變化范圍是0.1A～0.6AC．電壓表的示數(shù)變化范圍是10V～15VD．滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)范圍是22Ω～150Ω20．如圖﹣1所示，電源電壓恒定，定值電阻R0的阻值為8Ω。將滑動(dòng)變阻器的滑片從a端滑到中點(diǎn)的過(guò)程中，電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I之間的關(guān)系圖像如圖﹣2所示。下列說(shuō)法正確的是（）

A．電壓表測(cè)量R0兩端的電壓B．滑動(dòng)過(guò)程中，電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的比值不變C．滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為8ΩD．電源電壓為9V21.如圖所示，電源電壓保持不變。閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P位于a點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)為3V；當(dāng)滑片P從a點(diǎn)向左滑動(dòng)2cm后，電壓表示數(shù)變?yōu)?V；若滑片P繼續(xù)向左滑動(dòng)4cm后，電壓表示數(shù)變?yōu)椋ǎ〢．16V B．12V C．8V D．6V22．如圖所示的電路中，電源電壓為6V，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，燈泡L1和L2都不亮，用理想電壓表測(cè)得各部分電壓是Uab=6V，Uad=6V，Ucd=0V。如果已知只有一處電路故障，則該故障可能是（）A．L1的燈絲燒斷了B．L2的燈絲燒斷了C．開(kāi)關(guān)處斷路 D．bc間