题型04 电路的识别与设计 电路故障判断（解析版）

重难题型突破 题型04 电路的识别与设计 电路故障的判断 电路设计和创新是历年中考重要命题点，这一知识的考查能够体现灵活运用所学的物理知识解决问 题的能力,有利于能力的培养,考查的题型为选择题和作图题。 电路故障分析问题是指电路中某个位置出现了不正常的现象，导致用电器不能工作或损坏电路，通 过电路分析可以找到故障的原因。这类问题一般在选择题和实验探究题中出现。 ►考向一 电路的识别与设计 1．（2023·成都）如图所示的实验电路，还有部分导线未连接，字母、b、、d、e、f、g、表示各 元件的接线柱。下列操作能让灯 、 都亮起来的是（ ） ．用导线连接d、f，再闭合开关S B．用导线连接b、f，再闭合开关S ．用一根导线连接e、g，用另一根导线连接d、f，再闭合开关S D．用一根导线连接e、f，用另一根导线连接d、g，再闭合开关S 【答】 【解析】．用导线连接d、f，再闭合开关S，灯泡L2和电流表接入电路中，灯泡L1没有接入电路中， 只有灯泡L2亮，故不符合题意； B．用导线连接b、f，再闭合开关S，灯泡L2和电流表接入电路中，灯泡L1没有接入电路中，只有 灯泡L2亮，故B 不符合题意； ．用一根导线连接e、g，用另一根导线连接d、f，再闭合开关S，两个灯泡并联，两个灯泡都亮， 故符合题意； D．用一根导线连接e、f，用另一根导线连接d、g，再闭合开关S，两个灯泡被短路，两个灯泡都不 亮，故D 不符合题意。 故选。 2．（2023·巴中）在如图所示的电路中，下列说法正确的是（ ） ．当闭合开关S1、S2、S3时，电源短路 B．当只闭合开关S1、S2时，L1、L2并联 ．当只闭合开关S2、S3时，L1、L2串联 D．当只闭合开关S1、S3时，L1、L2串联 【答】 【解析】．由图知道，同时闭合开关S1、S2、S3时，电流会从电源正极不经过用电器直接回到电源 负极，形成电源短路，故正确； B．由图知道，闭合开关S1、S2，断开开关S3时，灯L2被短路，故B 错误； ．由图知道，当只闭合开关S2、S3时，灯L1被短路，故错误； D．由图知道，当只闭合开关S1、S3时，电流有两条路径，灯L1、L2并联，故D 错误。 故选。 3．（2023·鄂州）如图所示的实验电路，闭合开关S 后，电流表的示数为05，电流表1的示数为 03，下列说法正确的是（ ） ．L1与L2串联 B．开关S 只控制L1 ．L1、L2的电流分别是03、02 D．L1、L2的电流分别是05、03 【答】 【解析】B．由图中可知，电流从电源正极流出后，有两条流经路径，一条经过电流表1、小灯泡 L1、电流表、开关S 回到电源负极，一条经过小灯泡L2、电流表、开关S 回到电源负极，故可知L1与L2 并联，开关S 控制干路，电流表1测流过L1的电流，电流表测干路电流，故B 错误； D．由题意可知，干路电流为=05，流过L1的电流为1=03，故由并联电路的电流规律可得，流过L2 的电流为2=-1=05-03=02 故正确，D 错误。 故选。 4．（2023·牡丹江）如图所示，闭合开关，说法正确的是（ ） ．两只小灯泡并联 B．电压表测量L1两端的电压 ．若L1不发光，一定是L1断路 D．若L2不发光，电压表一定无示数 【答】B 【解析】B．如图所示，电流从电源的正极出发经过开关，灯泡L1，灯泡L2回到电源的负极，灯泡 L1和灯泡L2串联，电压表测量两端L1的电压，故错误；B 正确； ．灯泡L1和灯泡L2串联，若不发光，可能是L2断路，也可能是L1短路、断路或开关断路，故错误； D．若L2被短路，则L2不发光，电压表测L1两端的电压，有示数，故D 错误。 故选B。 5．（2023·泰州）汽车行驶时驾驶员和乘客必须系好安全带，当驾驶员系好安全带时，相当于闭合 开关，仪表盘上的指示灯不亮；未系安全带时，相当于断开开关，指示灯发光。图中符合上述要求的电路 是（ ） ． B． ． D． 【答】 【解析】当系好安全带时，相当于闭合开关，指示灯不亮；未系好安全带时，相当于断开开关，指示 灯发光。表明开关与灯泡是并联的，闭合时灯泡短路，所以不亮，为防止此时电源短路，电路中应串联一 个保护电阻R。故符合题意，BD 不符合题意。 故选。 6．（2023·宿迁）下列电路中，符合直行方向交通信号灯（只考虑红灯和绿灯）模拟设计的是（ ） ． B． ． D． 【答】 【解析】．两灯是串联关系，因此工作时相互影响，故不符合题意； B．闭合开关S1和S2时绿灯亮，只闭合开关S1时红灯绿灯都亮，故B 不符合题意； ．闭合开关S1，开关S2接触上接线柱时绿灯亮；闭合开关S1，开关S2接触下接线柱时红灯亮，两灯 工作互不影响，故符合题意； D．当只闭合开关S1时，红灯发光；闭合开关S1和S2时，红灯和绿色同时亮，故D 不符合题意。 故选。 7．（2023·湘潭）智能快递柜既可通过手机扫码（相当于S1闭合）， 也可通过输入密码（相当于 S2闭合）使装置T 启动，打开柜门完成取件。符合以上要求的电路示意图是（ ） ． B． ． D． 【答】 【解析】根据题意可知，开关S1、S2可单独控制装置T，所以两开关并联，且装置T 都能工作，装置 T 在干路上，故符合题意，BD 不符合题意。 故选。 8．（2023·潍坊）如图所示为一款吊扇灯，闭合总开关后，风扇和灯可各自独立工作。下列设计的 电路图中，跟该吊扇灯功能吻合且符合实际的是（ ） ． B． ． D． 【答】D 【解析】吊扇灯的电灯与风扇相互不影响，能独立工作，故应使电灯与风扇并联，同时几个灯泡相互 并联，且灯泡与风扇的支路各有一个开关控制。 故选D。 9．（2023·绥化）居民楼的楼道里，夜间只是偶尔有人经过，电灯总是亮着浪费电。现在有一种自 动控制的楼道灯，有声响时声控开关S1闭合，环境光线非常暗时光控开关S2闭合，当光线非常暗且有声 响时，灯才会发光。下列电路图符合要求的是（ ） ． B． ． D． 【答】 【解析】电路中开关控制用电器时，开关和用电器是串联的。根据题意知道，光控开关和声控开关同 时控制一盏灯，同时符合光暗到一定程度，而且有一定的声响时电灯才发光，所以，两个开关和灯泡应该 是串联的，故符合题意，BD 不符合题意。 故选。 10．（2023·长沙）“浴霸”里的电加热器和换气扇能独立工作互不干扰，符合上述要求的电路是 （ ） ． B． ． D． 【答】 【解析】由题意可知，“浴霸”里的电加热器和换气扇能独立工作互不干扰，故应该并联且各有一个 开关进行控制。故符合题意，BD 不符合题意。 故选。 11．（2023·无锡）新国标电动车上装有转向灯和蜂鸣器，开关拨至“左”，左转向灯亮、蜂鸣器 响；开关拨至“右”，右转向灯亮、蜂鸣器响，左、右转向灯不能同时亮，下列电路图设计合理的是（ ） ． B． ． D． 【答】 【解析】由题意可知，左右转向灯独立工作，互不影响，是并联的；左右转向灯任何一个亮，蜂鸣器 都响，说明蜂鸣器在干路上，用一个单刀双掷开关控制，保证左、右转向灯不能同时亮，故符合题意。 BD 不符合题意。 故选。 12．（2023·烟台）为了交通安全，驾驶员必须使用安全带。某汽车厂家为了提醒驾驶员系好安全 带，做了如下设计：驾驶员坐上驾驶座位未系安全带时，开关 闭合，提示灯亮；系上安全带后，开关 也闭合，提示灯灭。如图所示的四个选项中，符合电路设计要求的是（ ） ． B． ． D． 【答】 【解析】．如图所示，驾驶员坐上驾驶座位未系安全带时，开关 闭合，电阻和灯泡串联，提示灯亮； 系上安全带后，开关 也闭合，灯被短路，提示灯灭，故符合题意； B．如图所示，驾驶员坐上驾驶座位未系安全带时，开关 闭合，电阻和灯泡串联，提示灯亮；系上 安全带后，开关 也闭合，电阻被短路，灯会更亮，故B 不符合题意； ．如图所示，驾驶员坐上驾驶座位未系安全带时，开关 闭合，提示灯亮；系上安全带后，开关 也 闭合，电阻和灯泡并联，灯仍然发光，故不符合题意； D．如图所示，驾驶员坐上驾驶座位未系安全带时，只有开关 闭合，灯泡断路，提示灯不亮，故D 不符合题意。 故选。 13．（2023·泸州）智能锁正在逐步走进千家万户。如图所示为某款智能锁，它支持密码与指纹两 种认证方式开门，密码正确相当于开关S1闭合，指纹正确相当于开关S2闭合，开门由电动机完成。下列 符合该智能锁电路设计的是（ ） ． B． ． D． 【答】B 【解析】根据题意，密码开关和指纹开关并联，均能打开锁，因此电动机在干路中。故B 符合题意， D 不符合题意。 故选B。 14．（2023·安徽）老师给小龙一个密封盒，其表面可见两个开关S1、S2和两盏灯L1、L2。为了探 究开关和灯在密封盒内是如何连接的，小龙进行了如下操作：先闭合S1，只有灯L1发光；又闭合S2，两 灯都发光：再断开S1，两灯都熄灭。符合上述实验结果的连接方式为（ ） ． B． ． D． 【答】B 【解析】．由图可知，先闭合S1时，只有灯L1发光；又闭合S2，两灯都发光：再断开S1，灯L2发 光，故不符合题意； B．由图可知，先闭合S1时，只有灯L1发光；又闭合S2，两灯都发光：再断开S1，两灯都不发光， 故B 符合题意； ．由图可知，先闭合S1时，两灯不发光；故不符合题意。 D．由图可知，先闭合S1时，两灯都发光；故D 不符合题意。 故选B。 ►考向二 电路故障判断 15．（2023·鄂州）如图所示，开关S 闭合时，小灯泡L1、L2都不亮，用一段导线的两端接触、b 两点时两小灯泡都不亮；接触b、两点时，两小灯泡也不亮；接触、d 两点时，两小灯泡都亮。对此，下 列判断中可能的是（ ） ．小灯泡L1断路 B．小灯泡L2断路 ．开关S 断路 D．小灯泡L2短路 【答】 【解析】由电路图可知，两灯泡并联，闭合开关S 时，小灯泡L1、L2都不亮，说明两灯泡都发生了 短路或者电路某处发生了断路。假设该电路中两灯泡都被短路，则电源短路，接触、d 两点时，两小灯泡 也不会亮，故假设不成立。所以电路只能是某处存在断路，用一段导线的两端接触、b 两点时两小灯泡都 不亮，说明在b 之外存在断路；接触b、两点时，两小灯泡也不亮，说明在b 之外存在断路；接触、d 两 点时，两小灯泡都亮，说明在d 之间存在断路。 故选。 16．（2023·呼和浩特）如图为某实验小组设计的电路，电源电压保持不变。闭合开关后电路正常 工作，一段时间后，发现只有一只电表示数变大，经排查，故障只发生在电阻R 或灯L 上，则以下分析正 确的是（ ） ．一定是灯L 短路 B．可能是灯L 断路 ．可能是电阻R 短路 D．可能是电阻R 断路 【答】B 【解析】由图可知，灯泡和电阻R 串联，电压表V1测量电源电压，电压表V2测量灯泡两端的电压， 电流表测量电路中的电流。因为电压表V1测量电源电压，电源电压不变，它的示数不变。 B．如果灯L 短路，电压表V2被短路，电压表V2的示数为零，电路中只有R 的简单电路，电路的总 电阻减小，由欧姆定律可知电路中的电流变大，电流表的示数变大；如果灯L 断路，电压表V2串联在电 路中，电压表V2的示数等于电源电压，它的示数变大，由于电压表的内阻很大，通过电路的电流很小，电 流表的示数几乎为零，故B 符合题意，不符合题意； ．如果电阻R 短路，电路中只有L 的简单电路，电路的总电阻减小，由欧姆定律可知电路中的电流变 大，电流表的示数变大，电压表V2测量电源电压，电压表V2的示数变大，故不符合题意； D．如果电阻R 断路，电路断路，电压表V2和电流表的示数为零，电压表V2和电流表的示数都变小， 故D 不符合题意。 故选B。 17．（2023·大连）如图所示的电路，闭合开关S，电压表无示数，说明电路中存在故障。此时，可 以通过观察电流表来做进一步判断。已知故障发生在R1或R2上，下列判断正确的是（ ） ．若电流表有示数，则R1被短接 B．若电流表有示数、则R2断路 ．若电流表无示数、则R2被短接 D．若电流表无示数、则R1断路 【答】D 【解析】由图可知，电阻R1与电阻R2串联，电压表测量电阻R2两端的电压，电流表测量电路中的电 流； ．若R1被短接，电路为通路，则电流表和电压表都有示数，故错误； B．若R2断路，电路为断路，电压表与两极相通有示数，电流表无示数，故B 错误； ．若R2被短接，电路为通路，则电压表被短路无示数，电流表有示数，故错误； D．若R1断路，电路为断路，电流表和电压表都没有示数，故D 正确。 故选D。 18．（2023·常德）如图所示的电路，闭合开关后两灯均不发光且电流表、电压表示数均为零。现 将两灯泡位置互换后再次闭合开关，电流表示数仍为零，电压表指针明显偏转。根据以上信息判断该电路 故障可能为（ ） ．L1断路、L2断路 B．L1断路、L2通路 ．L1通路、L2断路 D．L1短路、L2断路 【答】B 【解析】由图可知两只灯泡串联，电压表测量L2两端的电压；闭合开关，两只灯泡都不亮，电流表无 示数，说明电路中有断路故障；电压表无示数，说明电压表两接线柱到电源的正负极之间有开路，即可能 是灯L1断路，也可能是L1、L2同时断路；将电灯L1、L2的位置对调，闭合开关，电流表无示数，说明电 路中仍然有断路故障；电压表有示数，说明此时电压表两接线柱到电源的正负极之间是通路，所以灯L2、 电流表、开关都是完好的，则故障是灯L1断路。故D 不符合题意，B 符合题意。 故选B。 19．（2023·福建）如图所示，闭合开关S，滑动变阻器滑片P 移动过程中，灯突然熄灭，电压表 和电流表均无示数。若电路中仅有一处故障，则故障不可能是（ ） ．电流表接线松开 B．小灯泡L 断路 ．滑动变阻器R 断路 D．开关S 接触不良 【答】B 【解析】．如果电流表接线松开，电路断路，灯泡不亮，电压表和电流表均无示数，故不符合题意； B．小灯泡L 断路，电压表串联在电路中，电压表的内阻很大，通过电路的电流很小，电压表有示数， 电流表没有示数，灯泡不亮，故B 符合题意； ．滑动变阻器R 断路，电路断路，灯泡不亮，电压表和电流表均无示数，故不符合题意； D．开关S 接触不良，电路断路，灯泡不亮，电压表和电流表均无示数，故D 不符合题意。 故选B。 20．（2023·烟台）在电学实验中，遇到电路故障时常用电压表来检测。如图所示，电源电压恒为 ，闭合开关后两灯均不亮，用电压表先后测得 和 两端的电压均为 ，则故障可能是 （ ） ．灯 断路 B．灯 断路 ．灯 短路 D．灯 短路 【答】 【解析】由电路图可知，灯L1与L2串联，闭合开关后两灯均不亮，说明电路出现断路故障。若用电 压表测得b 两端的电压为45V，说明电压表的正负接线柱与电源的正负极形成通路，则电路中与电压表并 联的L1 断路，故符合题意，BD 不符合题意。 故选。 21．（2023·泰安）如图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关后，只有两个电表的指针发生偏 转。已知灯泡L1、L2中只有一个出现了故障，其它元件均完好。下列说法正确的是（ ） ．可能是灯泡L1短路 B．可能是灯泡L2短路 ．可能是灯泡L1断路 D．一定是灯泡L2断路 【答】B 【解析】．若是灯泡L1短路，由电路图可知，此时电路中只有灯泡L2接入电路，电流表测电路中电 流，电压表V1与V2均测量电源电压，则三电表均有示数，故错误； B．若是灯泡L2短路，只有灯泡L1接入电路，此时电压表V2示数为零，电压表V1测电源电压，电流 表测电路中电流，此时只有两个电表的指针发生偏转，故B 正确； ．若是灯泡L1断路，此时电路处于断路状态，电流表示数为零，电压表V1测电源电压，电压表V2未 接入电路，无示数，此时只有一个电表的指针发生偏转，故错误； D．若是灯泡L2断路，此时电路处于断路状态，电流表无示数，电压表V1与V2均测量电源电压，此 时两电表有示数，但由B 中分析可知，不是只有这一种情况，故D 错误。 故选B。 22．（2023·达州）如图所示，电源电压不变，闭合开关S，灯泡L1、L2都发光。一段时间后，由 于某个灯泡发生故障，使两灯都熄灭，且电流表示数为零，电压表示数变大，则下列说法正确的是（ ） ．灯泡L1和L2发光时，两灯并联 B．灯泡熄灭是由于灯L2断路造成的 ．灯泡熄灭是由于灯L1断路造成的 D．灯泡熄灭是由于灯L2短路造成的 【答】 【解析】．由图可知，开关闭合后，两个灯泡串联在电路中，电流表测量电路中的电流，电压表测量 的是L1两端的电压，根据串联电路的电压特点可知，此时电压表示数要小于电源电压，故错误； BD．某灯泡发生故障，两灯泡都熄灭，电流表示数为零，说明电路出现了断路现象，电压表的示数 比原来还大，说明电压表和电源之间是接通的，即测量的是电源电压，所以故障是与电压表并联的灯泡L1 断路造成的，故BD 错误，正确。故选。