5. 一题多变 如图所示电路，闭合开关后，灯泡$\mathrm{L}_1$和$\mathrm{L}_2$都发光，一段时间后，灯泡$\mathrm{L}_1$和$\mathrm{L}_2$均熄灭，在A、B两点间连接一导线，灯泡$\mathrm{L}_2$发光，则电路发生的故障可能是。（电路导线完好）

灯泡$\mathrm{L}_1$断路

【分析】
首先判断电路为串联电路，串联电路中两灯都熄灭，说明电路发生断路故障（若为短路，至少一个灯泡会发光）。接着，在A、B两点间连接导线，相当于将L₁短路，此时L₂发光，说明电路形成通路，由此可确定断路位置在L₁处。
【解析】
1. 确定电路连接：由题图可知，灯泡$\mathrm{L}_1$和$\mathrm{L}_2$串联，串联电路的特点是一处断路则整个电路断开，两灯都不发光；若为短路，仅被短路的灯泡不发光，另一灯泡仍发光，因此两灯均熄灭说明电路发生断路故障。
2. 排查断路位置：在A、B两点间连接导线，相当于将$\mathrm{L}_1$短路，此时灯泡$\mathrm{L}_2$发光，说明电路通过$\mathrm{L}_2$形成通路，由此可知断路故障发生在$\mathrm{L}_1$处，即$\mathrm{L}_1$断路。
【答案】
灯泡$\mathrm{L}_1$断路
【知识点】
串联电路、电路断路故障
【点评】
本题考查串联电路的故障分析，利用导线短路用电器的方法排查断路点，是电路故障的基础题型，需掌握串联电路断路的特点。
【难度系数】
0.5

(教材新增复习改编)如图所示电路,闭合开关后,两个灯泡均不亮,小明用一只完好的电压表查找出现故障的位置,查找到电路故障为灯泡$\mathrm{L}_1$断路,则小明找到故障时电压表接入的两点是 ()

A.$cd$
B.$de$
C.$ae$
D.$ab$

D 【解析】若将电压表接在$cd$两点,则电压表并联在灯泡$\mathrm{L}_2$两端,若电压表有示数,则灯泡$\mathrm{L}_2$断路,若电压表无示数,则灯泡$\mathrm{L}_2$短路或灯泡$\mathrm{L}_2$以外的电路某处断路,无法判断是否为灯泡$\mathrm{L}_1$断路,A不符合题意;若将电压表接在$de$两点,则电压表并联在导线两端,若电压表有示数,则导线$de$之间断路,若电压表无示数,则导线$de$以外的电路某处断路,无法判断是否为灯泡$\mathrm{L}_1$断路,B不符合题意;若将电压表接在$ae$两点,则电压表并联在电源两端,无论电压表有无示数,均无法判断是否为灯泡$\mathrm{L}_1$断路,C不符合题意;若将电压表接在$ab$两点,则电压表并联在灯泡$\mathrm{L}_1$两端,若电压表有示数,则灯泡$\mathrm{L}_1$断路,若电压表无示数,则灯泡$\mathrm{L}_1$短路或灯泡$\mathrm{L}_1$以外的电路某处断路,由题可知,查找到电路故障为灯泡$\mathrm{L}_1$断路,则查找故障时电压表应接入$ab$两点,D符合题意.故选D.

【分析】
要解决这道题，需先明确：闭合开关后两灯均不亮，说明电路为断路故障（短路故障通常至少有一个灯发光，故排除短路）。用完好电压表排查断路故障时，电压表并联在断路的两点间，会因串联在电路中显示电源电压；若并联在通路处或电源外的断路处，则电压表无示数。我们需逐个分析选项中电压表接入两点的情况，判断能否确定故障为灯泡$\mathrm{L}_1$断路。
【解析】
已知电路故障为$\mathrm{L}_1$断路，逐一分析选项：
选项A（$cd$两点）：电压表并联在$\mathrm{L}_2$两端，若电压表有示数，说明$\mathrm{L}_2$断路；若无示数，说明$\mathrm{L}_2$短路或$\mathrm{L}_2$以外的电路断路，无法判断是否为$\mathrm{L}_1$断路，不符合要求。
选项B（$de$两点）：电压表并联在导线两端，若有示数说明导线$de$断路；若无示数说明$de$以外的电路断路，无法判断是否为$\mathrm{L}_1$断路，不符合要求。
选项C（$ae$两点）：电压表并联在电源两端，无论有无示数，都只能说明电源正常，无法判断$\mathrm{L}_1$是否断路，不符合要求。
选项D（$ab$两点）：电压表并联在$\mathrm{L}_1$两端，若电压表有示数，说明$\mathrm{L}_1$处断路（此时电压表串联在电路中测电源电压）；若无示数则说明$\mathrm{L}_1$短路或外电路断路，结合题目故障为$\mathrm{L}_1$断路，可知接入$ab$两点能找到该故障，符合要求。
【答案】
D
【知识点】
电路故障分析、电压表的使用
【点评】
本题考查用电压表排查电路断路故障，需掌握电压表的使用规则及断路故障的判断方法，是电路故障分析的典型题型，有助于提升学生对电路故障的分析能力。
【难度系数】
0.5

如图所示的电路,闭合开关后,灯泡均不发光,用一个完好的电流表进行电路故障检测.已知电路中只有一处故障,导线各处连接完好,检测结果如表所示,则电路中的故障可能是（）

变式2题图

A.开关短路
B.灯泡$\mathrm{L}_1$断路
C.灯泡$\mathrm{L}_2$断路
D.灯泡$\mathrm{L}_1$短路

测试点 | $ab$ | $bc$ | $cd$
| --- | --- | ---
电流表示数 | 无示数 | 有示数 | 无示数

B

【分析】
首先，闭合开关后灯泡均不发光，且电路只有一处故障，可初步判断电路为断路故障（若为短路，至少一个灯泡会发光，电源短路会损坏电源，题目未提及此类情况，故排除短路）。用完好电流表检测时，电流表相当于导线，若电流表有示数，说明电流表接入后电路形成通路，故障在电流表并联的两点之间；若电流表无示数，说明电流表接入后电路仍不通，故障不在电流表并联的两点之间。据此逐步分析各检测点的情况，即可判断故障位置。
【解析】
1. 确定故障类型：两灯均不亮，只有一处故障，排除短路（短路会导致至少一灯亮或电源损坏），故为断路故障。
2. 分析ab间检测：电流表接ab时无示数，说明ab间电路是通路，故障不在ab间（开关正常）。
3. 分析bc间检测：电流表接bc时有示数，说明接入电流表后电路形成通路，即bc间原本断路，故障在bc间。
4. 分析cd间检测：电流表接cd时无示数，说明cd间电路是通路，故障不在cd间（L2正常）。
综上，故障为bc间的灯泡L₁断路，对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
电路故障分析、电流表的使用
【点评】
本题是串联电路断路故障的典型检测题，利用电流表相当于导线的特点判断断路位置，需掌握故障类型的初步判断方法，以及电流表在故障检测中的作用，属于基础题型。
【难度系数】
0.6

变式3 用检验灯检测
如图甲所示电路中,两电表均完好.闭合开关,移动滑片,灯泡$L_1$始终不亮,该同学用如图乙所示的检测灯泡$L_2$来检测电路.闭合开关,当检测灯$L_2$的两根接线分别接在B、N两点时,仅检测灯$L_2$正常发光;当两根线分别接在A、C两点时,仅检测灯$L_2$正常发光;当两根线分别接在M、N两点时,$L_1$、$L_2$均不亮,若电路只有一处故障,则电路故障可能是.该同学将检测灯$L_2$直接接在A、N两点,可能出现的情况是.

变式3题图

灯泡$\mathrm{L}_1$短路 灯泡$\mathrm{L}_2$正常发光 【解析】由图甲可知,滑动变阻器、灯泡$\mathrm{L}_1$串联在电路中,电压表测量灯泡$\mathrm{L}_1$两端的电压,电流表测量电路的电流;闭合开关,移动滑片,灯泡$\mathrm{L}_1$始终不亮,当检测灯$\mathrm{L}_2$的两根接线分别接在$B$、$N$两点时,仅检测灯$\mathrm{L}_2$正常发光,说明电源正常;当检测灯$\mathrm{L}_2$的两根接线分别接在$A$、$C$两点时,仅灯泡$\mathrm{L}_2$正常发光,说明滑动变阻器没有短路,同时说明除滑动变阻器以外的电路没有断路;当检测灯$\mathrm{L}_2$的两根接线分别接在$M$、$N$两点时,$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$均不亮,说明电路故障可能是灯泡$\mathrm{L}_1$短路;灯泡$\mathrm{L}_2$接在$A$、$N$两点和接在$B$、$N$两点是等效的,此时灯泡$\mathrm{L}_2$正常发光.

【分析】
要判断串联电路的故障，需结合串联电路特点和检测灯的工作状态分析：检测灯正常发光说明其两端电压等于电源电压，电路通路；不发光说明电路断路或电压不足。首先明确原电路连接：滑动变阻器与灯泡$\mathrm{L}_1$串联，电压表测$\mathrm{L}_1$两端电压，电流表测电路电流，通过检测灯接不同点的发光情况逐步排查故障位置。
【解析】
1. 原电路：滑动变阻器、灯泡$\mathrm{L}_1$串联，电压表测$\mathrm{L}_1$电压，电流表测电路电流。闭合开关后$\mathrm{L}_1$不亮，说明故障为断路或短路。
2. 检测灯接B、N时，仅$\mathrm{L}_2$正常发光：说明电源正常，此时$\mathrm{L}_2$两端电压等于电源电压，即电源能正常供电，滑动变阻器无故障。
3. 检测灯接A、C时，仅$\mathrm{L}_2$正常发光：A为电源负极，C为电流表接线柱，说明$\mathrm{L}_1$和电流表通路，滑动变阻器无故障，因此故障为灯泡$\mathrm{L}_1$短路（$\mathrm{L}_1$短路时相当于导线，电路仍通，但$\mathrm{L}_1$不发光，符合现象）。
4. 检测灯接A、N时，A是电源负极、N是电源正极，$\mathrm{L}_2$两端直接接电源，电压等于电源电压，因此$\mathrm{L}_2$正常发光。
【答案】
灯泡$\mathrm{L}_1$短路；灯泡$\mathrm{L}_2$正常发光
【知识点】
电路故障分析、串联电路特点
【点评】
本题利用检测灯排查串联电路故障，需根据检测灯的发光情况判断电路通路/断路状态，结合串联电路特点分析故障位置，是电路故障判断的典型题型。
【难度系数】
0.5

6. 一题多变 如图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关，一段时间后灯泡$\mathrm{L}_1$发生断路故障，则下列说法正确的是（）

A.电流表示数变小，电压表示数变小
B.电流表示数变小，电压表示数变大
C.电流表示数变大，电压表示数变大
D.电流表示数变大，电压表示数变小

B

【分析】首先明确电路结构：灯泡$\mathrm{L}_1$与$\mathrm{L}_2$串联，电流表测量电路中的总电流，电压表测量$\mathrm{L}_1$两端的电压。当$\mathrm{L}_1$发生断路故障时，需结合电路特点和欧姆定律分析电流、电压的变化：正常工作时，总电阻为$\mathrm{R}_1+\mathrm{R}_2$，电流$\mathrm{I}=\frac{\mathrm{U}}{\mathrm{R}_1+\mathrm{R}_2}$，电压表的示数为$\mathrm{L}_1$两端的电压$\mathrm{U}_1=\mathrm{IR}_1$；当$\mathrm{L}_1$断路后，电压表串联在电路中，由于电压表内阻极大，电路中的电流会变得极小，几乎为0，因此电流表示数变小；此时电压表相当于直接接在电源两端，其示数等于电源电压，远大于原来$\mathrm{L}_1$两端的电压，所以电压表示数变大。
【解析】该电路为串联电路，电流表测电路电流，电压表测$\mathrm{L}_1$两端电压。①正常工作时，总电阻$\mathrm{R}_总=\mathrm{R}_1+\mathrm{R}_2$，电路电流$\mathrm{I}=\frac{\mathrm{U}}{\mathrm{R}_1+\mathrm{R}_2}$，电压表示数$\mathrm{U}_\mathrm{V}=\mathrm{U}_1=\mathrm{IR}_1$；②当$\mathrm{L}_1$断路后，电压表串联接入电路，因电压表内阻非常大，电路中电流几乎为0，故电流表示数变小；此时电压表两端电压等于电源电压，比原来$\mathrm{L}_1$两端的电压大，因此电压表示数变大。综上，电流表示数变小，电压表示数变大，对应选项$\mathrm{B}$。
【答案】$\mathrm{B}$
【知识点】串联电路特点、欧姆定律应用、电路故障分析
【点评】本题考查串联电路故障分析，核心是掌握断路后电压表串联时的示数变化，需结合欧姆定律分析电流、电压的改变，难度适中，是电路故障类的基础题型。
【难度系数】0.5

小明按如图所示电路图连接实物电路时，不小心将电压表和电流表位置互换了，请你想象一下，闭合开关后，电路将会出现的情况是
.

两灯均不亮,电流表无示数,电压表示数接近电源电压 【解析】电压表和电流表位置互换,即电压表串联接入电路,电路可视为断路,两灯均不亮,此时电压表测量电源电压,电流表无示数.

【分析】首先明确电流表和电压表的特性：电流表内阻极小，相当于导线，需串联接入电路；电压表内阻极大，相当于开路，需并联在被测电路两端。当二者位置互换后，电压表串联接入整个电路，此时电路总电阻极大，电流几乎无法通过，据此分析电路中用电器和电表的工作情况。
【解析】由于电压表内阻极大，相当于开路，电流表内阻极小，相当于导线，互换位置后，电压表串联在电路中，导致电路总电阻非常大，电路中的电流几乎为零，因此两灯均不发光，电流表无示数；此时电压表相当于直接连接在电源两端，测量电源电压，所以电压表示数接近电源电压。
【答案】两灯均不亮，电流表无示数，电压表示数接近电源电压
【知识点】电流表的使用；电压表的使用；电路故障分析
【点评】本题围绕电流表和电压表的使用规则展开，核心是掌握电表的内阻特性，属于基础电路故障分析题，需牢记电表的连接要求和特性。
【难度系数】0.4