/ 让教学更有效 一轮复习 | 物理学科
考点4:(高频核心考点)电路故障分析
本卷四大特色: 全真实故障场景:涵盖“灯泡不亮但电压表有示数”“电流表满偏”“两灯一亮一灭”等12类中考高频故障现象; 图形描述即考图:每道题均配精准文字电路图(含节点标注、电表接法、开关状态),可直接用于课堂手绘或课件展示; 填空题强制逻辑表达:要求填写“故障位置+判断依据”(如:“L 断路;电压表示数≈电源电压,且L 正常发光”),杜绝模糊作答; 综合题设问层层递进:从单故障识别→双故障组合→维修方案设计,体现高阶思维。
一、选择题(每小题5分,共30分)
(下列各题只有一个正确选项)
1.(基础)如图甲所示电路,闭合开关S后,发现灯泡L不亮,电流表示数为零,电压表示数接近电源电压,则故障可能是( )
A.L短路 B.R短路 C.L断路 D.R断路
2.(基础)如图乙,两灯L 、L 规格相同,闭合S后,L 发光、L 不亮,电流表有示数,则故障是( )
A.L 断路 B.L 断路 C.L 短路 D.电流表短路
3.(中等)如图丙,L 、L 串联,闭合S后,两灯都不亮,用电压表检测:
测L 两端,示数为0;
测L 两端,示数≈电源电压;
则故障是( )
A.L 断路 B.L 断路 C.开关S接触不良 D.电源损坏
4.(中等)如图丁,L 、L 并联,闭合S后,L 不亮、L 正常发光,电流表A (测L 支路)示数为0,A (测干路)示数正常,则故障是( )
A.L 断路 B.L 短路 C.A 断路 D.L 断路
5.(稍难)如图戊,R 、R 串联,闭合S后,电压表V (测R )示数为0,V (测R )示数≈电源电压,电流表示数为0。用一根导线先后短接ab、bc、cd各段(a→R →b→R →c→开关→d→电源负极),当短接bc段时,两电压表均有示数,电流表也有了示数,则故障是( )
A.R 断路 B.R 断路 C.开关S断路 D.导线cd接触不良
6.(稍难)如图己,L 、L 、L 组成混联电路:L 与L 并联后,再与L 串联。闭合S后,L 不亮、L 亮、L 也不亮,则故障最可能是( )
A.L 断路 B.L 断路 C.L 断路 D.L 短路
二、填空题(每空3分,共24分)
(请按“故障位置 + 判断依据”格式作答,例如:“L 断路;电压表测L 两端有示数,且L 正常发光”)
7.如图庚,L 、L 串联,闭合S后,两灯都不亮。用电压表测得: Uab ≈ 电源电压(a、b为L 两端),Ubc = 0(b、c为L 两端),则故障是:。
8.如图辛,L 、L 并联,闭合S后,L 亮、L 不亮,电流表A(干路)示数比正常值小。用导线短接L 两端后,L 仍不亮,但A示数变大,则故障是:。
9.如图壬,R 为定值电阻,R为滑动变阻器,L为小灯泡。闭合S后,L不亮,电流表示数为0,电压表V (测R两端)示数为0,V (测L两端)示数≈电源电压。调节滑片P无变化,则故障是:。
10.如图癸,两灯L 、L 完全相同,闭合S后,L 比正常暗、L 不亮,电压表V(测L 两端)示数为0。断开S,用完好的小灯泡L 替换L 后,闭合S,L 亮度恢复正常,L 正常发光,则原故障是:。
三、综合应用题(共46分)
11.(22分)【家庭电路故障排查实训】 如图子,某同学组装了一个模拟家庭照明电路:电源(6 V)、开关S、保险丝F(电阻忽略)、灯泡L (“3 V 0.3 A”)、灯泡L (“3 V 0.3 A”)、导线若干。连接方式为:L 与L 并联,再与S、F串联接入电源。
实验中出现以下现象:
闭合S后,L 正常发光,L 不亮,电流表示数为0.3 A(仅L 支路电流)。
(1)画出此时的等效电路图(文字描述即可),并标出电流路径;(4分) (2)根据现象,判断L 所在支路的故障类型及具体位置;(4分) (3)该同学用一节新干电池(1.5 V)和小灯泡L (“2.5 V 0.2 A”)制作了简易检测仪:将L 与1.5 V电池串联,两端引出测试线。他将测试线分别接在L 两端、L 与节点X之间、L 与电源负极之间,发现: 接L 两端时,L 不亮; 接L 与节点X之间时,L 微亮; 接L 与电源负极之间时,L 正常发光。 请据此精确定位故障点,并说明理由。(8分) (4)若L 实际为断路,而误用导线将L 两端短接,此时电路总功率为多少?是否安全?简述原因。(6分)
12.(24分)【电动车充电保护电路故障诊断】 如图丑,某电动车充电管理电路简化模型:电源(模拟充电桩)U=42 V,R =10 Ω(采样电阻),R 为充电电池内阻(正常约0.5 Ω),R 为热敏限流电阻(温度升高时阻值增大)。电压表V并联在R 两端,用于监控充电状态。
某次充电中,发现:
充电电流极小(电流表示数≈0);
电压表V示数≈42 V(接近电源电压);
用手触摸R 明显发烫。
(1)根据“V示数≈42 V”这一关键现象,可初步排除哪些故障?请写出两个并说明理由;(6分) (2)结合“R 发烫”与“电流极小”,判断最可能的故障是什么?请用欧姆定律分析其物理机制;(6分) (3)若故障是R 内部接触不良(形成高阻点),现提供一个已知阻值R =50 Ω的标准电阻,请设计一个不拆电路的检测方案(写出操作步骤和预期现象),验证该判断;(6分) (4)从安全角度,指出该电路缺少哪一类关键保护元件?并说明其作用。(6分)
参考答案与故障推理链(试卷末页) (学生核对时不仅知“对错”,更懂“为什么”)
参考答案与核心推理逻辑
一、选择题 1.C(I=0 主路断路;V测L有示数≈U 电压表与电源构成通路 故障在L或L之后;因V并联在L两端有示数,说明L至负极通路完好 故障只能是L本身断路) 2.C(L 被导线并联 → 直接短路 电流走导线不走L L 不亮,L 正常,A有示数) 3.B(UL =0 L 两端无电势差 L 未断路(若断,UL 应≈U);UL ≈U 电压表与电源通 故障在L 或L 之后;又因UL =0,说明电流能到b点,但无法经L 流回 L 断路) 4.A(A 示数为0 L 支路无电流;L 亮、A 有示数 干路通 故障只在L 支路;A 有示数说明其自身通 故障是L 断路) 5.C(UR =0、UR ≈U、I=0 断路在R 之前或R 之后;短接bc(即R 两端)后电路恢复 bc段本身无问题;短接ab(R 两端)无效;短接cd(开关两端)有效 故障是开关S断路) 6.C(L 不亮、L 亮 L 支路断路或L 坏;但L 也不亮 说明主路不通;L 能亮 节点P到负极通 故障必在L 或L 之前;故L 断路)
二、填空题(严格按“位置+依据”格式) 7.L 断路;U_ab≈U说明L 两端有电势差,即电流能到达b点;U_bc=0说明b、c间无电势差,即无电流经过L ,故L 断路 8.L 支路断路;短接L 两端后L 仍不亮,排除L 短路;A示数变大说明总电阻减小,即短接使原断路路径导通 故障是L 支路某处断开(如灯座松动、导线断) 9.L断路;I=0 主路断;V =0 R两端无压降 R无电流 故障不在R;V ≈U 电压表与电源通 故障在L或L之后;调节滑片无变化 非滑动变阻器问题 故L断路 10.L 短路;L 短路导致L 分压减小(总电阻↓→I↑→R 分压↑→L 分压↓),故变暗;V测L =0符合短路特征;用L 替换后电路恢复,证明原L 无断路,而是被短接(短路)
三、综合题答案要点 11.(1)等效图:电源→F→S→L →电源负极(L 支路断开,呈开路) (2)L 支路发生断路故障,位置在L 灯丝或L 与节点X之间的导线上 (3)故障点在L 与电源负极之间的导线上。理由: L 两端不亮 L 本身或两端连接断; L 与X间微亮 X到L 通(有微弱电流),但L 未亮 L 可能坏或接触不良; L 与负极间L 正常亮 负极到该点通; 结合三点,故障是L 灯座与负极导线虚接(接触电阻极大),导致L 支路近似断路,但仍有微弱漏电。 (4)短接L 后,电路变为L 单独接入:RL =U额 /P_额=3 /0.9=10 Ω,P=U /R=6 /10=3.6 W;远超L 额定功率0.9 W 灯丝将迅速烧毁,不安全。
12.(1)可排除:① R 断路(若R 断,V无示数);② R 断路(若R 断,V测R 无回路,示数为0) (2)最可能:R 内部接触不良,形成高阻点。机制:接触不良处电阻Rc骤增 → 总电阻Rtotal=R +R +Rc极大 → I=U/Rtotal极小;但Rc分压Uc=I·Rc,因Rc R 、R ,Uc≈U V示数≈42 V;焦耳热Q=I Rc,虽I小,但R_c极大,导致局部过热发烫。 (3)方案:将R =50 Ω与R 并联;若原故障是R 接触不良(R 实际很大),并联后总阻显著下降 → 电流明显增大,V示数大幅降低;若R 正常(约几Ω),并联后变化微小。 (4)缺少过流保护装置(如熔断器或电子限流器);作用:当电流异常增大时自动切断电路,防止导线过热起火或元件烧毁。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)