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考点巩固卷64电路故障分析模型(解析版)_04-物理-高考总复习_一轮复习_2024年_2024年高考物理一轮复习考点通关卷(新高考通用)_考点巩固卷_电磁部分_2恒定电流

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文档文本内容

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考点巩固卷64 电路故障分析模型
  建议用时:50 分钟
考点序号
考点
题型分布
考点1
判断故障发生的原件和原因
2 单选+1 多选+1 实验
考点2
电路故障后的电表示数变化问题
2 单选+1 多选
考点3
电路故障后的小灯泡亮度变化问题
3 单选+2 多选
考点01:判断故障发生的原件和原因(2 单选+1 多选+1 实验)
一、单选题
1.(2023·北京东城·汇文中学校考一模)在如图所示的电路中,干电池、开关和额定电压为1.5V 的灯泡组
成串联电路。当闭合开关时,发现灯泡不发光。在断开开关的情况下,某同学用多用电表欧姆挡进行检测。
检测结果如下表所示,已知电路仅有一处故障,由此做出的判断中正确的是(  )
测试点
A、C
D、E
E、F
 F、
B
多用表示数
0
0
∞
0
A.A、C 间导线断路
B.D、E 间导线断路
C.灯泡断路
D.F、B 间导线断路
【答案】C
【详解】E、F 间电阻为无穷大,则A、C 间导线、D、E 间导线、F、B 间电阻均为零,说明导线均没有断
路,则灯泡断路。
故选C。
2.(2023·湖南·模拟预测)如图所示,灯泡A、B 都能正常发光,后来由于电路中某个电阻发生断路,致
使灯泡A 比原来亮一些,B 比原来暗一些,则断路的电阻是(  )
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A.R1
B.R3
C.R2
D.R4
【答案】C
【详解】A.电阻R1单独在一个支路上,断路后使并联电路的电阻值变大,使灯泡所在的并联电路两端的
电压变大,两个灯泡的亮度都变亮,故A 不符合题意;
B.电阻R3与灯泡B 是并联的,如果R3断路,此处只有灯泡B 一个电阻,根据并联电路总电阻与分电阻的
关系,此处电阻相当于增大,所以灯泡B 两端电压增大,由P=
知功率变大,灯泡B 变亮,故B 不符合
题意;
C.电阻R2与灯泡A 是并联的,如果R2断路,此处只有灯泡A 一个电阻,根据并联电路总电阻与分电阻的
关系,此处电阻相当于增大,所以灯泡A 两端电压增大,灯泡B 两端电压降低,由P=
知,灯泡A 功率
变大,亮度变亮,灯泡B 功率变小,亮度变暗,故C 符合题意;
D.电阻R4在干路上,如果R4断路,则整个电路没有电流,灯泡都不发光,此选项不符合题意,故D 不符
合题意。
故选C。
二、多选题
3.(2023·湖南岳阳·统考二模)某实验小组发现一个滑动变阻器发生了断路故障,为了检测断路的位置,
实验小组设计了如图所示的电路,
、
、、
、是滑动变阻器上间距相同的五个位置(
、为滑动
变阻器的两个端点)。某实验小组将滑动变阻器的滑片
分别置于
、
、、
、
、(
是
、间某
一位置)进行测量,把相应的电流表示数记录在下表中。已知定值电阻阻值为
,电源内阻和电流表内阻
可忽略。下列说法正确的是(  )
2
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的位置
电流表示数(A)
1.80
0.90
0.60
0.45
1.80
A.滑动变阻器
间发生了断路
B.滑片
位于
处的电流表示数的可能值为0.85A
C.滑片
位于
处的电流表示数的可能值为0.40A
D.若滑动变阻器未断路时,其电阻丝的总电阻为
【答案】CD
【详解】ABC.若为滑动变阻器
间发生了断路,
的位置在
点时电流应大于在点的电流;
若x 在断路位置的下方,则是滑动变阻器下方部分被接入电路,且总电阻大于滑片接d 位置时的电阻,电
流就比滑片接d 点时的电流要小,所以电流表示数可能是小于0. 45A;若x 在断路位置的上方,则滑动变
阻器是xe 部分被接入电路,此时电路中的总电阻应该小于滑片接b 点时的电阻,所以电路中的电流应该大
于滑片接b 点时的电流,即大于0. 90A,但是要小于滑片接a 点或接e 点时的电流,因为接a 点和e 点时滑
动变阻器接入电路中的电阻为零,故C 正确,AB 错误。
D.若滑动变阻器未断路时,滑动变阻器接a 端
,有
设滑动变阻器电阻为
,接c 端时
,有
解得
故D 正确。
三、实验题
4.(2023·江苏·模拟预测)小明用如图1 所示的电路测量电池组的电动势和内阻。
3
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(1)开关闭合前,应先将电阻箱的电阻调到          (选填“最大值”、“最小值”或“任意值”)。
(2)闭合开关,发现电压表指针不偏转,小明用多用电表的直流电压挡来检测故障,保持开关闭合,将  
(选填“红”或“黑”)表笔始终接触a 位置,另一表笔依次试触b、c、d、e、f 五个接线柱,发现试触
b、c、d 时,多用电表均有示数,试触e、f 时多用电表均无示数。若电路中仅有一处故障,则故障是  
 
。
A.接线柱bd 间短路
B.接线柱de 间断路
C.定值电阻断路
(3)排除故障后按规范操作进行实验,改变电阻箱R 的阻值,分别读出电压表和电阻箱的示数U、R。某
一次测量,电压表的示数如图2 所示,示数为          V。
(4)作出
图线如图3 所示,已知图线斜率为k,纵轴截距为b,则可得电池组的电动势E=  
 
,内阻r=          。(用k、b 和R0表示)
(5)为了分析电表内阻引起的误差,有同学根据所测数据,用
计算出相应的电流,并作出U-I 图像,
如图中实线所示.然后作出电压表示数U 随通过电源的电流I 变化的图像,如图中虚线所示,其中分析正
确的是      。
【答案】     最大值     黑     B     2.50     
     
     D
【详解】(1)[1]开关闭合前,应将电路中电阻调到最大值,从而使开关闭合后电路中电流最小,起到保
4
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护电路的作用。
(2)[2]a 与电源负极相连,应将黑表笔始终接触a 位置。
[3]试触b、c、d 时,多用电表均有示数,试触e、f 时多用电表均无示数,说明接线柱de 间断路。
故选B。
(3)[4]如图2 所示,电压表示数为2.50V。
(4)[5][6]由欧姆定律和闭合电路欧姆定律可知
联立可得
结合
图像可知
,
解得电动势为
内阻为
(5)[7]由题意可知
可知电流I 为电阻箱中的电流,由于电压表的分流作用通过电源的电流满足
当电压表示数为0 时,即外电路短路时,有
故D 正确,ABC 错误。
故选D。
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考点02:电路故障后的电表示数变化问题(2 单选+1 多选)
一、单选题
1.(2023·全国·模拟预测)在如图所示的电路中,开关闭合后,由于电阻元件发生短路或断路故障,电压
表和电流表的读数都增大,则肯定出现了下列哪种故障(  )
A.
短路
B.
短路
C.
短路
D.
断路
【答案】A
【详解】A.若
短路,接入电阻减小,根据串反并同,电压表和电流表的读数都增大,A 正确;
B.若
短路,接入电阻减小,根据串反并同,电压表读数增大,电流表的读数减小为0,B 错误;
C.若
短路,接入电阻减小,根据串反并同,电压表读数减小为0,电流表的读数增大,C 错误;
D.若
断路,接入电阻增大,根据串反并同,电压表读数减小,电流表的读数减小为0,D 错误。
故选A。
2.(2023·北京西城·北京四中校考模拟预测)如图所示是某电路的示意图,虚线框内是超导限流器.超导
限流器是一种短路故障电流限制装置,它由超导部件和限流电阻并联组成.当通过超导部件的电流大于其
临界电流IC时,超导部件由超导态(可认为电阻为零)转变为正常态(可认为是一个纯电阻),以此来限
制故障电流.超导部件正常态电阻R1=6Ω,临界电流IC=0.6A,限流电阻R2=12Ω,灯泡L 上标有“6V,
3W”字样,电源电动势E=6V,内阻忽略不计,则下列判断不正确的是
A.当灯泡正常发光时,通过灯L 的电流为0.5A
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B.当灯泡正常发光时,通过R2的电流为0.5A
C.当灯泡L 发生故障短路时,通过R1的电流为1A
D.当灯泡L 发生故障短路时,通过R2的电流为0.5A
【答案】B
【详解】A.当灯泡正常发光时,通过灯L 的电流为
选项A 正确;
B.当灯泡正常发光时,超导部件处于超导状态,则通过超导部件的电流为0.5A,通过R2的电流为零,选
项B 错误;
CD.当灯泡L 发生故障短路时,超导部件处于正常状态,此时R1=6Ω,通过R1的电流为
通过R2的电流为
选项CD 正确;
此题选择错误的选项,故选B.
二、多选题
3.(2023·湖南邵阳·武冈市第二中学校考模拟预测)如图,电源内阻不能忽略,电流表和电压表均为理想
电表,R1=R2<R3<R4,下列说法中正确的是(  )
A.若R2短路,电流表示数变小,电压表示数变小
B.若R2断路,电流表示数变大,电压表示数为零
C.若R1短路,电流表示数变小,电压表示数为零
D.若R4断路,电流表示数变小,电压表示数变大
【答案】BC
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【分析】由图可知电路结构,则由各电阻的变化可知电路中总电阻的变化,由闭合电路欧姆定律可知电流
的变化、内电压及路端电压的变化,再分析局部电路可得出电流有及电压表的示数的变化。
【详解】A.若R2短路,则总电阻减小,电路中电流增大,内电压增大,路端电压减小,而外电路并联,
故流过A 中的电流减小,电流表示数减小;电压表由测R1两端的电压变为测R3两端的电压,由题意可知,
电压表的示数变大,故A 错误;
B.若R2断路,则总电阻增大,则电路中电流减小,内电压减小,路端电压增大,电流表示数增大;因右
侧电路断路,故电压表示数变为零,故B 正确;
C.若R1短路,则总电阻减小,电路中电流增大,内电压增大,路端电压减小,而外电路并联,故流过A
中的电流减小,电流表示数减小;电压表测R1两端的电压,R1短路,电压为零,所以电压表示数为零,故
C 正确;
D.若R4断路,则总电阻增大,总电流减小,故路端电压增大,因右侧并联电路没有变化,故电流表示数
增大;电压表示数增大,故D 错误。
故选BC。
考点03:电路故障后的小灯泡亮度变化问题(3 单选+2 多选)
一、单选题
1.(2023·江苏宿迁·校考模拟预测)如图所示电路中,由于某处出现了故障,导致电路中的A、B 两灯变
亮,C、D 两灯变暗,故障的原因可能是(  )
A.R1 短路
B.R2 断路
C.R2 短路
D.R3 短路
【答案】D
【详解】若R1短路,外电阻减小,路端电压U 减小,干路电流I 增大,A 灯变亮.并联部分的电压减小,
通过B 的电流减小,则B 灯变暗,不符合题意.故A 错误.若R2断路,外电阻增大,路端电压U 增大,干
路电流I 减小,A 灯变暗,不符合题意.故B 错误.若R2短路,D 灯不亮,外电阻减小,路端电压U 减小,
干路电流I 增大,A 灯变亮.并联部分的电压减小,通过B 的电流减小,则B 灯变暗,不符合题意.故C 错
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误.若R3短路,外电阻减小,路端电压U 减小,干路电流I 增大,A 灯变亮.并联部分的电压减小,通过
C、D 的电流都减小,则C、D 灯变暗.干路电流增大,通过C 灯电流减小,则B 灯的电流增大,变亮.符
合题意.故D 正确.故选D.
2.(2023·浙江·模拟预测)某实物投影机有10 个相同的强光灯L1~L10(25V/200W)和10 个相同的指示灯
X1~X10(220V/2W),将其连接在220V 交流电源上,如图所示,则下列对工作电路的表述正确的是
(  )
A.若L2断路,则干路电流I 增大
B.若L2断路,则X1的功率增大,L1的功率增大
C.若L2短路,X2功率减小,其它指示灯的功率增大
D.若L2短路,X2功率增大,其它指示灯的功率减小
【答案】C
【详解】A. 若L2断路,外电阻增大,则干路电流I 减小,A 错误;
B. 若L2断路,相当于L2阻值增大,根据串反并同,X1和L1的电流都减小,X1和L1的功率都减小,B 错误;
C. 若L2短路,相当于L2的阻值减小,根据串反并同规律,X2的电压减小,X2功率减小,其它指示灯的电流
增大,功率增大,C 正确,D 错误。
故选C。
3.(2023·全国·高三专题练习)在如图所示的电路中,闭合开关S 后,L1、L2两灯泡都正常发光,后来由
于某种故障使L2突然变亮,电压表读数减小,由此推断,该故障可能是(  )
A.L1灯丝烧断
B.电阻R2断路
C.电阻R2短路
D.电容器被击穿短路
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【答案】D
【详解】A. 若L1灯丝烧断,相当于L1 电阻增大,根据串反并同规律,与L1 并联的电压表的读数增大,与
题意不符,A 错误; 
B. 若电阻R2断路,相当于R2的阻值增大,根据串反并同规律,与R2并联的电压表的读数增大,与题意不
符,B 错误; 
C. 若电阻R2短路,L2熄灭,与题意不符,C 错误;
D. 若电容器被击穿短路,相当于电阻减小,根据串反并同规律,与电容器并联的电压表的读数减小,与电
容器串联的L2的功率增大,L2变亮,D 正确。
故选D。
二、多选题
4.(2023·全国·高三专题练习)如图示的电路中,闭合开关,灯
、
正常发光。由于电路出现故障,
突然发现
变亮,
变暗,分析电路特点,若只有某个元件发生的故障,下列情况可能的是(  )
A.
短路
B.
短路
C.
断路
D.
断路
【答案】BC
【分析】将电路进行简化,可知
与灯
并联,
、
串联后与
并联,如图所示:
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【详解】A.若
短路,则总电阻减小,总电流增大,路端电压减小。而
部分因电阻不变,其两端的电
压增大,故
两端电压减小,即
变暗,
变亮,与题干矛盾,A 错误;
B.若
短路,则总电阻减小,总电流增大,路端电压减小。而
部分因电阻不变,其两端的电压增大,
故
两端电压减小,即
变亮,
变暗,符合题意,B 正确;
C.若
断路,则总电阻增大,总电流减小,路端电压增大。而
部分因电阻不变,其两端的电压减小,
故
两端电压增大,即
变亮,
变暗,符合题意,C 正确;
D.若
断路,则总电阻增大,总电流减小,路端电压增大。而
部分因电阻不变,其两端的电压减小,
故
两端电压增大,即
变暗,
变亮,与题干矛盾,D 错误;
故选BC。
5.(2023·全国·高三专题练习)在探究电路故障时,某实验小组设计了如图所示的电路,当开关闭合后,
电路中的各用电器正常工作,经过一段时间,发现小灯泡A 的亮度变暗,小灯泡B 的亮度变亮.则下列对
电路故障的分析正确的是(  )
A.可能是定值电阻R1短路
B.可能是定值电阻R2断路
C.可能是定值电阻R3断路
D.可能是定值电阻R4短路
【答案】BC
【详解】AD.由于小灯泡A 串联于干路中,且故障发生后小灯泡A 变暗,可知电路中总电流变小,即电路
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总电阻变大,由此推知,故障应为某一电阻断路,排除选项AD 选项,即AD 错误;
B.若R2断路,则R1和小灯泡B 所在支路的电压增大,而R2的断路又使小灯泡B 分配的电压增大,故小灯
泡B 变亮,选项B 正确;
C.若R3 断路,必引起与之并联的支路(即R1 所在支路)中电流增大,小灯泡B 分得的电流也变大,小灯泡
B 变亮,故选项C 正确.
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