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10 电路及其应用
[-考点-07-] 闭合电路的动态、故障分析
1.动态分析常用方法
(1)程序法：遵循“局部—整体—局部”的思路．
①分析步骤(如图)：
②分析时：串联电路注意分析电压关系，并联电路注意分析电流关系．
(2)结论法：“串反并同”，应用条件为电源内阻不为零．
①所谓“串反”，即某一电阻的阻值增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端
电压、电功率都将减小，反之则增大．
②所谓“并同”，即某一电阻的阻值增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端
电压、电功率都将增大，反之则减小．
2.电路的故障分析问题
(1)断路特点：表现为路端电压不为零而电流为零。
(2)短路特点：用电器或电阻发生短路，表现为有电流通过电路但用电器或电阻两端电压为
零。
(3)分析法：将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发生某种故障，运用闭
合电路或部分电路的欧姆定律进行推理。
1．电压表检测：如果电压表示数为零，则说明可能在并联路段之外有断路，或并联部分短
路；
2．电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流
值的分析，可以确定故障的位置．在运用电流表检测时，一定要注意电流表的极性和量程；
3．欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处断路；当测量值很小或为零时，表示该处短路．
在用欧姆表检测时，应断开电源．
典例1 (只含电流表、电压表的动态分析问题) 如图所示，图中的四个电表均为理想电
表，当滑动变阻器的滑片P 向右端移动时，下列说法中正确的是( )
1
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A．电源的输出功率一定变小
B．电压表V1的读数变小，电流表A1的读数变小
C．电压表V2的读数变大，电流表A2的读数变小
D．电压表V2的读数变小，电流表A2的读数变小
答案 C
解析 当内、外电阻相等时电源的输出功率最大，由于电源的内、外电阻关系未知，所以
不能确定电源的输出功率如何变化，故A 错误；当滑动变阻器的滑片P 向右端移动时，滑
动变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，由闭合电路的欧姆定律可得，干路电
流I 增大，路端电压U 减小，则电流表A1读数变大，电压表V1读数U1＝E－I(R1＋r)，I 增
大，其他量不变，则U1减小，A2的读数为I2＝，则I2减小，即电流表A2的读数变小，因总
电流增大，则通过R2的电流增大，则U2变大，即电压表V2读数变大，故C 正确，B、D 错
误．
典例2 (含热敏电阻、光敏电阻电路的动态分析问题) (多选)某温度检测、光电控制加热装
置原理如图所示.图中RT为热敏电阻(随温度升高阻值减小)，用来探测加热电阻丝R 的温
度，RG为光敏电阻(随光照强度增大阻值减小)，接收小灯泡L 的光照，除RT、RG外，其他
电阻均为定值电阻.当R 处温度降低时( )
A.L 变亮
B.通过R3的电流减小
C.E2的路端电压增大
D.R 消耗的功率减小
答案 BC
解析 当R 处温度降低时，热敏电阻RT阻值变大，由闭合电路欧姆定律可知，左侧电路中
的电流减小，通过小灯泡L 的电流减小，小灯泡L 的光照强度减小，光敏电阻RG的阻值变
大，对右侧电路，由闭合电路欧姆定律可知，通过R2的电流变小，右侧电路中的电源E2的
路端电压变大，R 两端电压变大，通过R 的电流也变大，R 消耗的功率变大，通过R3的电
2
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流变小，选项B、C 正确.
典例3 (“比值类”的动态电路分析问题) (多选)在如图所示电路中，闭合开关S，当滑动
变阻器的滑片P 向下滑动时，各理想电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变
化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示．下列说法正确的是( )
A.不变，不变
B.变大，变大
C.变大，不变
D.变大，不变
答案 ACD
解析 由题图电路图可知，U1、U2分别是R1、R2两端的电压，电流表测通过这个电路的总
电流，U3是路端电压，由欧姆定律可知R1＝＝(因R1是定值电阻)，故A 正确；U2＝E－I(R1
＋r)(因E、R1、r 均是定值)，＝R2，R2变大，变大，的大小为R1＋r，保持不变，故B 错
误，C 正确；＝R1＋R2，因R2变大，则变大，又由于U3＝E－Ir，可知的大小为r，保持不
变，故D 正确．
典例4 (含电容器电路的动态分析问题) (多选)如图所示，电源电动势为E，内阻为r.电路
中的R2、R3均为总阻值一定的滑动变阻器，R0为定值电阻，R1为光敏电阻(其电阻随光照强
度增大而减小)．当开关S 闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态．有关下列说法
中正确的是( )
A．只逐渐增大R1的光照强度，电阻R0消耗的电功率变大，电阻R3中有向上的电流
B．只将滑动变阻器R3的滑动端P2向上端移动时，电源消耗的功率变大，电阻R3中有向上
的电流
C．只将滑动变阻器R2的滑动端P1向下端移动时，电压表示数变大，带电微粒向下运动
D．若断开开关S，带电微粒向下运动
答案 AD
解析 只逐渐增大R1的光照强度，R1的阻值减小，外电路总电阻减小，总电流增大，电阻
R0消耗的电功率变大，滑动变阻器R2两端的电压变大，电容器两端的电压增大，电容器下
极板的带电荷量变大，所以电阻R3中有向上的电流，故选项A 正确；电路稳定时，电容器
所在支路相当于断路，只将滑动变阻器R3的滑动端P2向上端移动时，对电路没有影响，故
3
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选项B 错误；只将滑动变阻器R2的滑动端P1向下端移动时，电容器并联部分的电阻变大，
所以电容器两端的电压变大，分析可知带电微粒受到向上的静电力，由E＝可知电场强度
变大，带电微粒向上运动，故选项C 错误；若断开开关S，电容器处于放电状态，电荷量
变小，板间电场强度减小，带电微粒所受的静电力减小，带电微粒向下运动，故选项D 正
确．
典例5 (电路故障分析) 如图所示，电路中灯泡A、B 均正常发光.忽然灯泡B 比原来变暗
了些，而灯泡A 比原来变亮了些.电路中出现的故障可能是( )
A.R2发生断路
B.R3发生断路
C.R2、R3同时发生断路
D.R1、R3同时发生断路
答案 A
解析 假设R2断路，则A 灯所在并联支路的总电阻增大，导致外电路总电阻增大，干路电
流减小，路端电压U 增大，流过R1的电流I1增大，流过灯泡所在并联支路的总电流I2(I2＝I
总－I1)减小，B 灯两端的电压UB＝I2RB3 并减小，B 灯变暗，A 灯两端的电压UA(UA＝U－UB)增
大，A 灯变亮.选项A 正确，同理分析可得，选项B、C、D 错误.
1.如图所示电路，电源内阻不可忽略．开关S 闭合后，在滑动变阻器R0的滑片向下滑动的
过程中( )
A．电压表与电流表的示数都减小
B．电压表与电流表的示数都增大
C．电压表的示数增大，电流表的示数减小
D．电压表的示数减小，电流表的示数增大
答案 A
解析 当滑片下移时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，则外电路总电阻减小，电路中总
电流增大，电源的内电压增大，则由闭合电路欧姆定律可知，电路的路端电压减小，故电
压表示数减小；由欧姆定律可知，R1上的分压增大，而路端电压减小，故并联部分的电压
4
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减小，则通过R2的电流减小，即电流表示数减小，A 正确．
2.(多选)如图所示，电源电动势E 和内阻r 一定，R1、R2是定值电阻，R0是光敏电阻(光敏电
阻的阻值随光照强度的增大而减小)，L 是小灯泡．闭合开关，当照射到R0的光照强度减小
时，以下分析正确的是( )
A．电流表示数减小
B．电压表示数不变
C．灯泡变亮
D．电源效率增大
答案 AD
解析 当照射到R0的光照强度减小时，R0的阻值增大，回路中的总电阻增大，干路电流减
小，即电流表示数减小，A 正确；干路电流减小，由U 内＝Ir，可知内电压减小，U＝E－U
内，则路端电压增大，即电压表示数增大，B 错误；干路电流减小，即流经R1的电流减小，
R1两端电压减小，又知电压表示数增大，故R2两端电压增大，流经R2的电流增大，则流经
灯泡的电流减小，灯泡变暗，C 错误；路端电压U 增大，根据η＝×100%，电源的效率η
增大，D 正确．
3.交警使用的某型号酒精测试仪如图甲所示，其工作原理如图乙所示，传感器电阻R 的阻
值随气体中酒精浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，电路中的电表均为理想
电表．当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法中正确的是( )
A．电压表的示数变大，电流表的示数变小
B．电压表的示数变小，电流表的示数变小
C．酒精气体浓度越大，电源的输出功率越大
D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变
答案 D
解析 当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，R 的阻值减小，电路总电阻减小，根据闭合
电路的欧姆定律可知，电路中电流I 变大，故电流表的示数变大，R 两端电压为U＝E－
I(R0＋r)变小，故电压表的示数变小，故A、B 错误；因为不知道外电阻R0＋R 与电源内阻r
的关系，所以无法判断电源的输出功率如何变化，故C 错误；电压表示数为U＝E－I(R0＋
r)，电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比为＝R0＋r，保持不变，故D 正确．
4.在如图所示的电路中，开关S 闭合后，由于电阻元件发生短路或断路故障，导致电压表
5
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和电流表的读数都增大，电压表和电流表均为理想电表，则可能出现了下列哪种故障 (
)
A．R1短路
B．R2短路
C．R3短路
D．R1断路
答案 A
解析 若电路正常，则电流表测量流过R1的支路电流，电压表测量R3两端的电压．若R1
短路，则R2被短路，外电路只有电阻R3接在电源两端，电流表测量干路电流，电压表测量
路端电压，两表示数均增大，A 正确；若R2短路，则R1被短路，电流表示数为零，B 错误；
若R3短路，则电压表示数为零，C 错误；若R1断路，则电流表示数为零，D 错误．
5.(2023·重庆市育才中学高三测试)某同学按如图电路进行实验，电压表内阻看作无限大，
电流表内阻看作零．实验中由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了(但不为零)，若
这种情况的发生是由于某一电阻引起的，则可能的故障是( )
A．RP断路
B．R2断路
C．R1短路
D．R3短路
答案 B
解析 若R3短路，则电压表V2示数为零，两电压表示数不相同；若RP断路，则电压表V2
示数为零，两电压表示数不相同；若R1短路，则V1测滑动变阻器和R2串联的总电压，V2
测R2两端电压，两电压表示数不同；若R2断路，则两电压表均测R3两端电压，两电压表
示数相同且不为零，A、C、D 错误，B 正确．
6.(2023·四川·一诊)假设港珠澳大桥的照明电路可简化为如图所示电路，其中太阳能电池供
电系统可等效为电动势为E、内阻为r 的电源，电阻R1、R2分别视为隧道灯和桥梁路灯，
已知r 小于R1和R2，则下列说法正确的是( )
6
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A.夜间，电流表示数为
B.夜间，开关S 闭合，电路中电流表、电压表示数均变小
C.夜间，由于用电器的增多，则太阳能电池供电系统损失的电功率增大
D.若电流表示数为I，则太阳能电池供电系统输出电功率为EI
答案 C
解析 夜间，桥梁需要照明，开关S 闭合，电阻R1、R2并联，根据闭合电路欧姆定律，电
流表示数I＝，故A 错误；夜间，开关S 闭合，总电阻减小，干路电流增大，电路中电流表
示数变大，故B 错误；根据能量守恒定律可知，夜间，由于用电器的增多，电流变大，则
太阳能电池供电系统损失的电功率增大，故C 正确；当电流表示数为I，则太阳能电池供
电系统总功率为EI，输出功率为EI－I2r，故D 错误.
7.在如图所示的电路中，当滑动变阻器的滑片向下移动时，关于电灯L 的亮度及电容器C
所带电荷量Q 的变化判断正确的是( )
A．L 变暗，Q 增大 B．L 变暗，Q 减小 C．L 变亮，Q 增大 D．L 变亮，Q 减小
答案 B
解析 当滑动变阻器的滑片向下移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻
减小，由闭合电路欧姆定律得知，干路电流增大，电源的内电压增大，路端电压减小，灯
L 变暗，通过灯L 的电流减小，而干路电流增大，则通过R1的电流增大，R1两端的电压增
大，则滑动变阻器两端的电压减小，电容器所带电荷量Q 减小．
8.(多选)在如图所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，C 为电容器，R0为定值电阻，
R 为滑动变阻器．开关闭合后，灯泡L 能正常发光，当滑动变阻器的滑片向右移动时，下
列判断正确的是( )
A．灯泡L 将变暗
B．灯泡L 将变亮
C．电容器C 的电荷量将减小
D．电容器C 的电荷量将增大
答案 AD
解析 当滑动变阻器的滑片向右移动时，电路中的总电阻增大，电路中电流减小，灯泡L
变暗，故A 正确，B 错误；电容器两端的电压等于路端电压，电路中电流减小，内电压将
7
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减小，则路端电压增大，由Q＝CU 知，电容器C 的电荷量将增大，故C 错误，D 正确．
9.(多选)如图所示，电源电动势为E，内阻为r，不计电压表和电流表内阻对电路的影响，
当开关闭合后，两小灯泡均能发光．在将滑动变阻器的滑片逐渐向右滑动的过程中，下列
说法正确的是( )
A．小灯泡L1、L2均变暗
B．小灯泡L1变亮，小灯泡L2变暗
C．电流表A 的读数变小，电压表V 的读数变大
D．电流表A 的读数变化量与电压表V 的读数变化量之比不变
答案 BCD
解析 将滑动变阻器的滑片逐渐向右滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻增大，外
电路总电阻增大，干路电流减小，电流表读数变小，L2变暗，电源的内电压减小，根据闭
合电路欧姆定律知路端电压增大，电压表V 的读数变大，而灯L2两端电压减小，所以灯L1
两端的电压增大，灯L1变亮，故B、C 正确，A 错误；电压表的读数变化量(外电压的变化
量)与电流表的读数变化量的比值为电源的内阻，电源的内阻不变，故D 正确．
10.在如图所示电路中，R1、R2为定值电阻，电源内阻为r，闭合开关S，电压表有示数，调
节可变电阻R 的阻值，使电压表示数增加ΔU，则在此过程中( )
A．可变电阻R 阻值增大，通过它的电流增大
B．电阻R2两端的电压减小，变化量等于ΔU
C．通过电阻R2的电流减小，变化量大于
D．电源的路端电压增大，变化量小于ΔU
答案 D
解析 由题图分析知，电压表的示数增大，R 和R1并联的电阻增大，得知R 增大，总电阻
增大，总电流减小，并联电阻两端电压增大，通过R1的电流增大，所以通过可变电阻R 的
电流减小，A 错误；总电流减小，电阻R2两端的电压减小，路端电压增大，而电压表示数
增加ΔU，所以电阻R2两端的电压减少量小于ΔU，由欧姆定律可知，通过电阻R2的电流减
小，减少量小于，B、C 错误；由于电阻R2两端的电压减小，所以路端电压的增加量小于
ΔU，D 正确．
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11.(2023·辽宁·模拟)如图所示的电路中，电源两端的电压恒定，L 为小灯泡，R 为光敏电阻，
LED 为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R 与LED 之间的距离不变，下列说法正
确的是( )
A.当滑动触头P 向左移动时，L 消耗的功率增大
B.当滑动触头P 向左移动时，L 消耗的功率减小
C.当滑动触头P 向右移动时，L 消耗的功率可能不变
D.无论怎样移动滑动触头P，L 消耗的功率都不变
答案 A
解析 滑动触头P 左移，滑动变阻器接入电路的电阻减小，流过二极管的电流增大，从而
发光增强，使光敏电阻阻值减小，最终达到增大流过灯泡的电流的效果，即灯泡消耗的功
率增大，故A 正确，B、D 错误；滑动触头P 右移，滑动变阻器接入电路的电阻增大，流
过二极管的电流减小，发光减弱，光敏电阻阻值增大，灯泡消耗的功率减小，故C 错误.
12.(多选)(2023·河南·高三检测)如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，L 为小灯泡，
R 为滑动变阻器，V 为理想电压表．现闭合开关S，将滑动变阻器R 的滑动触头P 从a 端向
b 端滑动．已知小灯泡电阻和电源内阻相等，则下列说法中正确的是( )
A．电压表示数先变小后变大
B．小灯泡L 先变暗后又变亮
C．电源的输出功率先变小后变大
D．电源的效率先减小后增大
答案 BC
解析 由电路结构可知，滑动变阻器R 的滑动触头P 两边的电阻并联，则当P 从a 端向b
端滑动时，电路的总电阻先变大后变小，则干路电流先变小后变大，故小灯泡L 先变暗后
又变亮，选项B 正确；由U＝E－Ir 可知路端电压先变大后变小，即电压表的示数先变大后
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变小，选项A 错误；因为小灯泡电阻和电源内阻相等，电路的总电阻先变大后变小，结合
电源输出功率随外电路电阻变化图像可知，当内、外电阻相等时电源输出功率最大，则电
源的输出功率先变小后变大，选项C 正确；电源的效率η＝×100%＝×100%＝×100%，外
电路总电阻越大，电源的效率越高，故电源的效率先增大后减小，选项D 错误．
13.(2023·江苏·高三测试)如图所示电路，电源内阻为r，两相同灯泡L1、L2 电阻均为R，D
为理想二极管(具有单向导电性)，电表均为理想电表．闭合S 后，一带电油滴恰好在平行
板电容器中央静止不动．现把滑动变阻器滑片向上滑动，电压表V1、V2 示数变化量绝对
值分别为ΔU1、ΔU2 ，电流表示数变化量绝对值为ΔI，则下列说法中错误的是( )
A．两灯泡逐渐变亮
B．油滴将向下运动
C.＝R＋r
D．ΔU2>ΔU1
答案 B
解析 滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，总电阻减小，回路中电流变大，
两灯泡变亮，选项A 正确；总电流增大，故内电压增大，所以外电压减小，即V1的示数减
小，而L1两端的电压变大，所以L2与滑动变阻器部分的电压之和减小，所以V2的示数及
电容器板间电压变小，应放电，但二极管的单向导电性使电荷不能放出，Q 不变，则由C
＝＝和E＝得E＝，可知E 不变，油滴静止不动，选项B 错误；把L1的电阻R 看作电源内
阻一部分，ΔU2就是R＋r 两端电压的增加量，则＝R＋r，选项C 正确；由闭合电路欧姆定
律可得＝r，所以ΔU2>ΔU1，选项D 正确．
10
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