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例 2 如图所示的电路中，闭合开关，电路正常工作. 过一段时间，定值电阻 $ R_x $ 与滑动变阻器 $ R $ 可能发生下列故障，其他电路完好. 请判断电流表与电压表的示数变化情况，完成下表.
答案
例2
|故障|电流表示数变化情况|电压表示数变化情况|
|----|----|----|
|$R_{x}$完好、$R$短路|变大|变大(接近电源电压)|
|$R_{x}$完好、$R$断路|变小(无示数)|变小(无示数)|
|$R_{x}$短路、$R$完好|变大|变小(无示数)|
|$R_{x}$断路、$R$完好|变小(无示数)|变大(接近电源电压)|
|故障|电流表示数变化情况|电压表示数变化情况|
|----|----|----|
|$R_{x}$完好、$R$短路|变大|变大(接近电源电压)|
|$R_{x}$完好、$R$断路|变小(无示数)|变小(无示数)|
|$R_{x}$短路、$R$完好|变大|变小(无示数)|
|$R_{x}$断路、$R$完好|变小(无示数)|变大(接近电源电压)|
解析
【解析】
由图可知，定值电阻$R_x$与滑动变阻器$R$串联，电流表测电路中的电流，电压表测定值电阻$R_x$两端的电压。针对不同故障分析如下：
1. 当$R_{x}$完好、$R$短路时，电路总电阻变小，电源电压不变，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，电路电流变大；此时电压表测电源电压，示数变大（接近电源电压）。
2. 当$R_{x}$完好、$R$断路时，电路处于断路状态，电路中无电流，电流表示数变小（无示数）；电压表无法与电源连通，示数变小（无示数）。
3. 当$R_{x}$短路、$R$完好时，电路总电阻变小，电源电压不变，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，电路电流变大；电压表被短路，示数变小（无示数）。
4. 当$R_{x}$断路、$R$完好时，电路处于断路状态，电路中无电流，电流表示数变小（无示数）；电压表通过滑动变阻器$R$与电源两端连通，测电源电压，示数变大（接近电源电压）。
【答案】
|故障|电流表示数变化情况|电压表示数变化情况|
|----|----|----|
|$R_{x}$完好、$R$短路|变大|变大(接近电源电压)|
|$R_{x}$完好、$R$断路|变小(无示数)|变小(无示数)|
|$R_{x}$短路、$R$完好|变大|变小(无示数)|
|$R_{x}$断路、$R$完好|变小(无示数)|变大(接近电源电压)|
【知识点】
串联电路故障分析、欧姆定律的应用
【点评】
本题考查串联电路的故障分析，需结合欧姆定律判断电表示数变化，关键是明确故障发生后电路的通断情况以及电表测量对象的改变，对电路分析能力有一定要求。
【难度系数】
0.4
由图可知，定值电阻$R_x$与滑动变阻器$R$串联，电流表测电路中的电流，电压表测定值电阻$R_x$两端的电压。针对不同故障分析如下：
1. 当$R_{x}$完好、$R$短路时，电路总电阻变小，电源电压不变，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，电路电流变大；此时电压表测电源电压，示数变大（接近电源电压）。
2. 当$R_{x}$完好、$R$断路时，电路处于断路状态，电路中无电流，电流表示数变小（无示数）；电压表无法与电源连通，示数变小（无示数）。
3. 当$R_{x}$短路、$R$完好时，电路总电阻变小，电源电压不变，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，电路电流变大；电压表被短路，示数变小（无示数）。
4. 当$R_{x}$断路、$R$完好时，电路处于断路状态，电路中无电流，电流表示数变小（无示数）；电压表通过滑动变阻器$R$与电源两端连通，测电源电压，示数变大（接近电源电压）。
【答案】
|故障|电流表示数变化情况|电压表示数变化情况|
|----|----|----|
|$R_{x}$完好、$R$短路|变大|变大(接近电源电压)|
|$R_{x}$完好、$R$断路|变小(无示数)|变小(无示数)|
|$R_{x}$短路、$R$完好|变大|变小(无示数)|
|$R_{x}$断路、$R$完好|变小(无示数)|变大(接近电源电压)|
【知识点】
串联电路故障分析、欧姆定律的应用
【点评】
本题考查串联电路的故障分析，需结合欧姆定律判断电表示数变化，关键是明确故障发生后电路的通断情况以及电表测量对象的改变，对电路分析能力有一定要求。
【难度系数】
0.4
1. (2024 盐城 7 题 2 分) 如图所示，在探究串联电路电压的特点时，闭合开关，灯泡都不发光，电压表无示数. 以下可能的是 (
A.$ L_1 $ 短路
B.$ L_1 $ 断路
C.$ L_2 $ 短路
D.$ L_2 $ 断路
B
)A.$ L_1 $ 短路
B.$ L_1 $ 断路
C.$ L_2 $ 短路
D.$ L_2 $ 断路
答案
1. B
解析
【解析】
逐一分析各选项：
选项A：若$L_1$短路，电路为$L_2$的简单电路，$L_2$发光，电压表测电源电压有示数，不符合题意。
选项B：若$L_1$断路，整个电路断开，灯泡都不发光，电压表无法与电源连通，无示数，符合题意。
选项C：若$L_2$短路，电路为$L_1$的简单电路，$L_1$发光，电压表被短路无示数，但灯发光不符合“灯泡都不发光”的条件，排除。
选项D：若$L_2$断路，电压表通过$L_1$、开关与电源连通，测电源电压有示数，不符合题意。
【答案】
B
【知识点】
串联电路故障分析、电压表的使用
【点评】
本题考查串联电路的故障判断，需结合电路的通路、断路、短路特点及电压表工作原理分析，明确不同故障下电路的发光情况和电压表示数变化是解题关键。
【难度系数】
0.6
逐一分析各选项：
选项A：若$L_1$短路，电路为$L_2$的简单电路，$L_2$发光，电压表测电源电压有示数，不符合题意。
选项B：若$L_1$断路，整个电路断开，灯泡都不发光，电压表无法与电源连通，无示数，符合题意。
选项C：若$L_2$短路，电路为$L_1$的简单电路，$L_1$发光，电压表被短路无示数，但灯发光不符合“灯泡都不发光”的条件，排除。
选项D：若$L_2$断路，电压表通过$L_1$、开关与电源连通，测电源电压有示数，不符合题意。
【答案】
B
【知识点】
串联电路故障分析、电压表的使用
【点评】
本题考查串联电路的故障判断，需结合电路的通路、断路、短路特点及电压表工作原理分析，明确不同故障下电路的发光情况和电压表示数变化是解题关键。
【难度系数】
0.6
2. (2023 镇江 9 题 2 分) 如图所示，在探究串联电路电压特点的实验中，闭合开关，发现两只小灯泡都不发光，两只电压表示数均为 3 V，则可能发生的故障是 (
A.$ L_2 $ 短路
B.$ L_1 $ 断路
C.$ L_2 $ 断路
D.$ S $ 断路
C
)A.$ L_2 $ 短路
B.$ L_1 $ 断路
C.$ L_2 $ 断路
D.$ S $ 断路
答案
2. C
解析
【解析】
逐一分析各选项：
1. 若$L_2$短路：电压表$V_2$被短路，示数为0，灯泡$L_1$会发光，与“两只小灯泡都不发光，两只电压表示数均为3V”的现象不符，故A错误；
2. 若$L_1$断路：电压表$V_2$所在电路断开，示数为0，电压表$V_1$测电源电压，示数为3V，与题意不符，故B错误；
3. 若$L_2$断路：整个电路断开，两只小灯泡都不发光；电压表$V_2$通过$L_1$、导线与电源两极相连，测电源电压，示数为3V；电压表$V_1$直接测电源电压，示数为3V，符合题意，故C正确；
4. 若开关$S$断路：电压表$V_2$所在电路断开，示数为0，电压表$V_1$测电源电压，示数为3V，与题意不符，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
串联电路故障分析、电压表的使用
【点评】
本题考查串联电路的故障判断，需结合电压表的测量特性，分析不同故障对应的电表示数和灯泡工作状态，注重对电路故障分析能力的考查。
【难度系数】
0.6
逐一分析各选项：
1. 若$L_2$短路：电压表$V_2$被短路，示数为0，灯泡$L_1$会发光，与“两只小灯泡都不发光，两只电压表示数均为3V”的现象不符，故A错误；
2. 若$L_1$断路：电压表$V_2$所在电路断开，示数为0，电压表$V_1$测电源电压，示数为3V，与题意不符，故B错误；
3. 若$L_2$断路：整个电路断开，两只小灯泡都不发光；电压表$V_2$通过$L_1$、导线与电源两极相连，测电源电压，示数为3V；电压表$V_1$直接测电源电压，示数为3V，符合题意，故C正确；
4. 若开关$S$断路：电压表$V_2$所在电路断开，示数为0，电压表$V_1$测电源电压，示数为3V，与题意不符，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
串联电路故障分析、电压表的使用
【点评】
本题考查串联电路的故障判断，需结合电压表的测量特性，分析不同故障对应的电表示数和灯泡工作状态，注重对电路故障分析能力的考查。
【难度系数】
0.6
3. (2025 无锡模拟) 如图所示的电路，闭合开关 $ S $，$ L_1 $ 灯不发光，$ L_2 $ 灯发光，电流表无示数，电压表有示数，则电路故障是 (
A.$ L_1 $ 被短接
B.$ L_1 $ 断路
C.$ L_2 $ 被短接
D.$ L_2 $ 断路
B
)A.$ L_1 $ 被短接
B.$ L_1 $ 断路
C.$ L_2 $ 被短接
D.$ L_2 $ 断路
答案
3. B
解析
【解析】
由实物图可知，L₁与L₂串联，电流表测电路中的电流，电压表测L₂两端电压。逐一分析选项：
1. 若L₁被短接（A选项），电路为L₂的简单电路，L₂发光，电流表有示数，电压表测电源电压有示数，与“电流表无示数”不符，排除；
2. 若L₁断路（B选项），电路断开，电流表无示数；电压表通过L₂、电流表、开关与电源两极相连，电压表有示数；L₁因断路不发光，符合题目现象；
3. 若L₂被短接（C选项），L₂不发光，L₁发光，电流表有示数，电压表无示数，与题意不符，排除；
4. 若L₂断路（D选项），L₂不发光，电流表无示数，电压表无示数，与题意不符，排除。
综上，电路故障为L₁断路。
【答案】
B
【知识点】
串联电路故障分析，电表故障判断
【点评】
本题考查串联电路的故障分析，需结合电流表、电压表的示数特征，逐一排查选项，明确不同故障对应的电路现象，注重对电路故障分析能力的考查。
【难度系数】
0.6
由实物图可知，L₁与L₂串联，电流表测电路中的电流，电压表测L₂两端电压。逐一分析选项：
1. 若L₁被短接（A选项），电路为L₂的简单电路，L₂发光，电流表有示数，电压表测电源电压有示数，与“电流表无示数”不符，排除；
2. 若L₁断路（B选项），电路断开，电流表无示数；电压表通过L₂、电流表、开关与电源两极相连，电压表有示数；L₁因断路不发光，符合题目现象；
3. 若L₂被短接（C选项），L₂不发光，L₁发光，电流表有示数，电压表无示数，与题意不符，排除；
4. 若L₂断路（D选项），L₂不发光，电流表无示数，电压表无示数，与题意不符，排除。
综上，电路故障为L₁断路。
【答案】
B
【知识点】
串联电路故障分析，电表故障判断
【点评】
本题考查串联电路的故障分析，需结合电流表、电压表的示数特征，逐一排查选项，明确不同故障对应的电路现象，注重对电路故障分析能力的考查。
【难度系数】
0.6
4. (2021 徐州 6 题 2 分) 如图所示是一位同学连接的电路. 闭合开关后，下列对各元件状况的判断正确的是 (
A.灯 $ L_1 $ 不亮
B.灯 $ L_2 $ 不亮
C.电流表无示数
D.电池被烧坏
A
)A.灯 $ L_1 $ 不亮
B.灯 $ L_2 $ 不亮
C.电流表无示数
D.电池被烧坏
答案
4. A
解析
【解析】
由图可知，电流表与灯$L_2$串联后再与灯$L_1$并联。闭合开关后，灯$L_1$被短路，因此灯$L_1$不亮；灯$L_2$所在支路为通路，所以灯$L_2$发光，电流表有示数；由于电路不是电源短路，电池不会被烧坏。综上，判断正确的是A选项。
【答案】
A
【知识点】
短路的判断、串并联电路识别
【点评】
本题考查电路的状态及串并联电路的判断，关键是准确识别电路中的短路情况，区分用电器短路和电源短路的不同影响。
【难度系数】
0.6
由图可知，电流表与灯$L_2$串联后再与灯$L_1$并联。闭合开关后，灯$L_1$被短路，因此灯$L_1$不亮；灯$L_2$所在支路为通路，所以灯$L_2$发光，电流表有示数；由于电路不是电源短路，电池不会被烧坏。综上，判断正确的是A选项。
【答案】
A
【知识点】
短路的判断、串并联电路识别
【点评】
本题考查电路的状态及串并联电路的判断，关键是准确识别电路中的短路情况，区分用电器短路和电源短路的不同影响。
【难度系数】
0.6
5. (2023 盐城 9 题 2 分) 在如图所示的电路中，闭合开关，灯泡都不发光. 为了寻找灯泡不亮的原因，将一根完好的导线一端固定在电源正极，另一端依次接触 $ a $、$ b $、$ c $、$ d $ 四个接线柱，发现只有与 $ d $ 接线柱接触时灯泡 $ L_1 $ 才发光. 若电路中只有一处断路，位置可能是 (
A.导线①
B.开关
C.导线②
D.灯泡 $ L_2 $
D
)A.导线①
B.开关
C.导线②
D.灯泡 $ L_2 $
答案
5. D
解析
【解析】
闭合开关后两灯串联，均不发光，说明电路存在断路故障。将完好导线一端固定在电源正极，另一端依次接触a、b、c时，L₁均不发光，接触d时L₁发光，说明电流可经d与L₁形成通路，即电源正极到L₁的电路正常，断路位置在c、d之间：
若导线①断路，接触d时L₁也无法发光，不符合；
若开关断路，接触b时导线可绕过开关，电流应能通过L₂、L₁使L₁发光，不符合；
若导线②断路，接触c时导线可直接连接c与电源正极，电流应通过L₁形成通路使L₁发光，不符合；
只有灯泡L₂断路时，接触d才会使L₁单独与电源形成通路发光，符合题意。
【答案】
D
【知识点】
串联电路故障分析
【点评】
本题借助导线排查串联电路的断路故障，需通过分析不同接触点的电流路径判断断路位置，考查电路故障的分析推理能力。
【难度系数】
0.6
闭合开关后两灯串联，均不发光，说明电路存在断路故障。将完好导线一端固定在电源正极，另一端依次接触a、b、c时，L₁均不发光，接触d时L₁发光，说明电流可经d与L₁形成通路，即电源正极到L₁的电路正常，断路位置在c、d之间：
若导线①断路，接触d时L₁也无法发光，不符合；
若开关断路，接触b时导线可绕过开关，电流应能通过L₂、L₁使L₁发光，不符合；
若导线②断路，接触c时导线可直接连接c与电源正极，电流应通过L₁形成通路使L₁发光，不符合；
只有灯泡L₂断路时，接触d才会使L₁单独与电源形成通路发光，符合题意。
【答案】
D
【知识点】
串联电路故障分析
【点评】
本题借助导线排查串联电路的断路故障，需通过分析不同接触点的电流路径判断断路位置，考查电路故障的分析推理能力。
【难度系数】
0.6
6. (2022 南通 6 题 2 分) 如图所示电路，闭合开关 $ S $，灯泡 $ L $ 不亮且电流表和电压表均无示数，用电压表检测电路，当电压表分别接 $ a $、$ b $ 两点和 $ b $、$ d $ 两点时，电压表均无示数，接 $ c $、$ d $ 两点时电压表有示数，则可判定 (
A.变阻器短路
B.灯泡短路
C.开关断路
D.电流表断路
C
)A.变阻器短路
B.灯泡短路
C.开关断路
D.电流表断路
答案
6. C
解析
【解析】
闭合开关后，灯泡不亮，电流表、电压表均无示数，说明电路存在断路故障（若为短路故障，电流表或电压表应有示数）。
若变阻器短路（A选项），电路为通路，灯泡应发光，电流表有示数，不符合题意；
若灯泡短路（B选项），电路为通路，电流表有示数，电压表测电源电压也有示数，不符合题意；
若开关断路（C选项），整个电路断开，电流表、电压表均无示数。用电压表检测：接a、b时，电压表无法接到电源两端，无示数；接b、d时，因开关断路，电压表也无法接到电源两端，无示数；接c、d时，电压表通过灯泡、滑动变阻器与电源正极连通，与电源负极直接连通，有示数，符合题意；
若电流表断路（D选项），接b、d两点时，电压表可通过灯泡、滑动变阻器与电源正极连通，应有示数，与题目中“接b、d两点时电压表无示数”不符，不符合题意。
综上，可判定故障为开关断路。
【答案】
C
【知识点】
电路故障分析；电压表的使用
【点评】
本题考查电路故障的判断，需结合电表的示数特点，利用电压表检测电路的方法来分析故障位置，明确“电压表有示数说明其两端能与电源两极连通”是解题关键。
【难度系数】
0.6
闭合开关后，灯泡不亮，电流表、电压表均无示数，说明电路存在断路故障（若为短路故障，电流表或电压表应有示数）。
若变阻器短路（A选项），电路为通路，灯泡应发光，电流表有示数，不符合题意；
若灯泡短路（B选项），电路为通路，电流表有示数，电压表测电源电压也有示数，不符合题意；
若开关断路（C选项），整个电路断开，电流表、电压表均无示数。用电压表检测：接a、b时，电压表无法接到电源两端，无示数；接b、d时，因开关断路，电压表也无法接到电源两端，无示数；接c、d时，电压表通过灯泡、滑动变阻器与电源正极连通，与电源负极直接连通，有示数，符合题意；
若电流表断路（D选项），接b、d两点时，电压表可通过灯泡、滑动变阻器与电源正极连通，应有示数，与题目中“接b、d两点时电压表无示数”不符，不符合题意。
综上，可判定故障为开关断路。
【答案】
C
【知识点】
电路故障分析；电压表的使用
【点评】
本题考查电路故障的判断，需结合电表的示数特点，利用电压表检测电路的方法来分析故障位置，明确“电压表有示数说明其两端能与电源两极连通”是解题关键。
【难度系数】
0.6
