高中物理 电路故障问题选修3-1
高中物理选修3-1第二章恒定电流电路故障、黑匣子问题
（Ｄ）ｂｃ间电路不通，ｃｄ间电路通
二、黑盒子问题
1、欧姆表测量电阻的步骤： ①机械调零：方法是用小螺丝刀轻旋表头正下方 中央处的调零螺丝，使指针指左端零刻线。 ②选择倍率：原则是尽可能使指针指在中央刻度 附近。 ③欧姆调零：方法是将红、黑表笔短接，调节欧 姆调零旋钮，使指针指右端零刻线处 ④测量：将红黑表笔接被测电阻两端进行测量 ⑤读数：将指针示数乘以倍率，得测量值 ⑥将选择开关扳到OFF或交流电压最高挡
一、故障判断
短路：短路处电压为零，电流很大 断路：断路处电流为零，电压很大（通常是断路处“霸 占 "一段电路的全部电压） 例：图为一电路板，ａ、ｂ、ｃ、ｄ为接线柱，ａ、ｄ与 ２２０Ｖ的电源连接，ａｂ间、ｂｃ间、ｃｄ间分别连接一个 电阻，现发现电路中没有电流，为检查电路故障，用一电压表 分别测得ｂ、ｄ两点间以及ａ、ｃ两点间的电压均为２２０Ｖ， 由此可知 （Ａ）ａｂ间电路通，ｃｄ间电路不通 （Ｂ）ａｂ间电路不通，ｂｃ间电路通 （Ｃ）ａｂ间电路通，ｂｃ间电路不通
2、欧姆表测量电阻的注意点： ①每改变一个倍率必须重新调零（不是每测量一个电 阻必须调零） ②测量时必须把外电路断开，单独测量电阻,手不能接 触表笔 ③读数在刻度的中间（4R中——1/4R中）附近较为准确 ④测量完毕后，开关旋至Off挡或交流电压最高挡 ⑤被测电阻元件必须和其他元件断开
某人用万用电表按正确步骤测量 一电阻阻值,指针指示位置如图, 则这电阻值是____.如果要用这万 用电表测量一个约200欧的电阻, 为了使测量比较精确,选择开关应 选的欧姆挡是____.
两种可能。
⑷用欧姆挡测量，黑表笔接C红表笔接B测得阻值比黑表笔A红 表笔接B时测得的阻值大， 说明二极管在AB间。所以黑元件 设定黑箱上有三个接点，两个接点间最多只能接一个元件； 黑箱内所接的元件不超过两个。 测量步骤和判定：⑴用直流电压挡测量，A 、B 、C 三点间均无 电压；说明箱内无电源。⑵用欧姆挡测量，A、C间正、反接阻 值不变， 说明A、C间有一个电阻。 ⑶用欧姆挡测量，黑表笔接 A 红表笔接B时测得的阻值较小，反接时测得的阻值较大， 说明箱内有一个二极管，可能在AB间，也可能在BC间，如右图中
人教版高中物理-有答案-人教版物理选修3-1第九章专题：电路的动态分析、故障分析和含容电路问题
人教版物理选修3-1第九章专题：电路的动态分析、故障分析和含容电路问题一、多选题。
1. 如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器R的滑片P向上移动时，下列说法中正确的是（）A.电流表示数变大B.电压表示数变小C.电阻R0的电功率变大D.电源的总功率变小2. 湿敏电阻是利用湿敏材料吸收空气中的水分而导致本身电阻值发生变化这一原理而制成的，当湿度增加时，湿敏电阻的阻值会减小，常用于制作湿度传感器．在室内设计如图所示电路，当周围环境的湿度增加时（）A.电灯L变暗B.电流表的示数变大C.流过湿敏电阻的电流变大D.电源的总功率变小3. 如图所示，平行金属板中带电质点P原来处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，R1的阻值和电源内阻r相等，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则（）A.R3消耗的功率逐渐减小B.电流表读数减小，电压表读数增大C.电源的输出功率逐渐增大D.质点P将向上运动4. 将阻值为非线性变化的滑动变阻器R2接入图甲的电路中，移动滑动变阻器滑动触头改变接入电路中的电阻丝长度x（x为图中a点与滑动触头之间的距离），定值电阻R1两端的电压U1与x间的关系如图乙所示，a、b、c为滑动变阻器上等间距的三个点，电路中的电流表和电压表均为理想电表，当滑动触头从a点移动到b点和从b点移动到c点的这两个过程中，下列说法正确的是（）A.电流表A的示数变化量相等B.电压表V2的示数变化量不相等C.从a点到b点电阻R1的功率变化量较大D.电源的输出功率都不断增大5. 如图甲所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动的过程中，四个理想电表的示数都发生变化．图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数随电流表示数变化的情况．以下说法正确的是（）A.图线a表示的是电压表V3的示数随电流表示数变化的情况B.图线c表示的是电压表V2的示数随电流表示数变化的情况C.此过程中电压表V1示数的变化量ΔU1和电流表示数变化量ΔI的比值变大D.此过程中电压表V3示数的变化量ΔU3和电流表示数变化量ΔI的比值不变6. 如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，定值电阻的阻值R1=r，当滑动变阻器R2的滑片向右滑动过程中，理想电流表A1、A2的示数变化量的绝对值分别为ΔI1、ΔI2，理想电压表示数变化量的绝对值为ΔU．下列说法中正确的是（）A.电压表V的示数减小B.电流表A1、A2的示数均减小C.ΔU与ΔI1的比值等于电源内阻rD.电源的输出功率逐渐增大7. 在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，灯泡L的电阻大于电源的内阻r．闭合开关S，在滑动变阻器的滑片由a向b移动的过程中，下列各物理量的变化情况正确的是（）A.电流表的读数减小B.灯泡L变亮C.电源输出功率先减小后增大D.电压表的读数先增大后减小二、选择题。
湖北省黄石市部分中学高中物理选修3-1 2.7.3《电路故障的判断》教案(人教版)
2.7.3 电路故障的判断【【教教学学目目标标】】1．了解电路故障的特点。
2．掌握电路故障的分析方法。
【【重重点点难难点点】】1．了解电路故障的特点。
2．掌握电路故障的分析方法。
【【教教学学方方法法】】讲练结合【【教教学学用用具具】】课 件【【教教学学过过程程】】一、电路故障的特点1、断路的特点：电路中发生断路，表现为电源电压不为零而电流强度为零，若外电路中任意两点之间的电压不为零，则这两点间有断点，而这两点与电源联结部分无断点。
2、短路的特点：电路中发生短路，表现为有电流通过电路而电压为零。
二、电路故障的分析方法1、仪器检测法（1）断路故障的判断：用伏特表与电源并联，若有电压时，再逐段与电路并联，若伏特表指针偏转，则该段电路中有断点。
（2）短路故障的判断：用伏特表与电源并联，若有电压时，再逐段与电路并联；若伏特表示数为零时，该电路被短路；当伏特表示数不为零，则该电路不被短路或不完全被短路。
2、假设法：已知电路发生某种故障，寻求故障发生在何处时，可将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发生故障，运用电流定律进行正向推理，推理结果若与题述物理现象不符合，则故障不是发生在这部分电路；若推理结果与题述物理现象符合，则故障可能发生在这部分电路，直到找出发生故障的全部可能为止。
【例1】如图所示的电路中，电源电动势为6伏，当开关K 接通后，灯泡L 1和L 2都不亮，用电压表测得各部分电压是U ab ＝6伏，U ad ＝0，U cd ＝6伏，由此可断定：A 、L 1和L 2的灯丝都烧断了；B 、L 1的灯丝烧断了；C 、L 2的灯丝烧断了；D 、变阻器R 断路。
【例2】如图所示，R 1＝R 2＝R 3＝2欧，R 4＝6欧，C 1＝7.5微法，电源电动势E ＝10伏，内阻不计，G 为电流计。
当电路中只有一处发生断路时，电流由上向下通过电流计，求：（1）这一断路可能发生在何处?（2）发生断路时，流经电流计的电量。
高中物理选修3-1(电学实验综合)含解析
专题三电学实验综合(建议用时：90分钟)1．某照明电路出现故障，其电路如图甲所示，该电路用标称值12 V的蓄电池为电源，导线及其接触完好．维修人员使用已调好的多用表直流50 V挡检测故障．他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点．甲乙(1)断开开关，红表笔接a点时多用表指示如图乙所示，读数为________V，说明________正常(选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯)．(2)红表笔接b点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用表指示仍然和图乙相同，可判定发生故障的器件是________(选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯)．2．将一铜片和一锌片分别插入一个苹果内，就构成了简单的“水果电池”，其电动势约为1.5 V．可是这种电池并不能点亮额定电压为1.5 V、额定电流为0.3 A的手电筒上的小灯泡，原因是流过小灯泡的电流太小了，经实验测得还不足3 mA.为了较精确地测定该水果电池的电动势和内阻，提供的实验器材有：A．电流表A1(量程0～3 mA，内阻约为0.5 Ω)B．电流表A2(量程0～0.6 A，内阻约为0.1 Ω)C．电压表V(量程0～1.5 V，内阻约为3 kΩ)D．滑动变阻器R1(阻值0～10 Ω，额定电流为1 A)E．滑动变阻器R2(阻值0～3 kΩ，额定电流为1 A)F．电键，导线若干G．水果电池(1)实验中电流表应选用________，滑动变阻器应选用________(均用序号字母表示)．(2)请在虚线框内画出实验电路图．(3)根据实验记录的数据，经描点、连线得到水果电池的路端电压随电流变化的U－I图象如图所示，由图可知：水果电池的电动势E＝________V，内阻r＝________ Ω.3．某同学用量程为1 mA、内阻为120 Ω的表头按图甲所示电路改装成量程分别为1 V 和1 A的多用电表．图中R1和R2为定值电阻，S为开关．回答下列问题：(1)根据图甲所示的电路，在图乙所示的实物图上连线．(2)开关S闭合时，多用电表用于测量________(填“电流”、“电压”或“电阻”)；开关S断开时，多用电表用于测量________(填“电流”、“电压”或“电阻”)．(3)表笔A应为________色(填“红”或“黑”)．(4)定值电阻的阻值R1＝________Ω，R2＝________Ω.(结果取三位有效数字)4．某同学为了研究“3 V，0.3 W”的小灯泡L从较低温度到正常发光过程中的电阻情况．设置了如下器材：电流表A1(量程400 mA，内阻r1＝5 Ω)；电流表A2(量程600 mA，内阻r2约为1 Ω)；电压表V(量程15 V，内阻约为3 kΩ)；定值电阻R0(5 Ω)；滑动变阻器R1(0～10 Ω，额定电流为1 A)；滑动变阻器R2(0～250 Ω，额定电流为0.3 A)；电源E(电动势3 V，内阻较小)；开关一个，导线若干．(1)从以上给定的器材中选择恰当的器材．在虚线框内画出实验电路原理图，并在图中标出所用仪器的代号．(2)根据设计的方案，将下图中的器材连成符合要求的电路(有个别仪器可能不用)．(3)闭合开关S，移动滑片P，使________时，可知灯泡正常发光，此时灯泡的电阻为________(用测量的物理量表示)．5．如图甲是利用两个电流表A1和A2测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图．图中S为开关，R为滑动变阻器，固定电阻R1和A1内阻之和为10 000 Ω(比r和滑动变阻器的总电阻大得多)，A2为理想电流表．(1)按电路原理图在图乙虚线框内各实物图之间画出连线．(2)在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑动端c移动至________(选填“a端”、“中央”或“b端”)．(3)闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置，读出电流表A1和A2的示数I1和I2.多次改变滑动端c的位置，得到的数据为I1/mA0.1200.1250.1300.1350.1400.145I2/mA48040032023214068在如图丙所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1－I2曲线．(4)利用所得曲线求得电源的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω.(保留两位小数)(5)该电路中电源输出的短路电流I m＝________ A.6．为了测定一节干电池的电动势和内电阻，现准备了下列器材：①待测干电池E(电动势约为1.5 V，内阻约为1.0 Ω)②电流表G(满偏电流3.0 mA，内阻为10 Ω)③电流表A(量程0～0.60 A，内阻约为0.10 Ω)④滑动变阻器R1(0～20 Ω，2 A)⑤滑动变阻器R2(0～1 000 Ω，1 A)⑥定值电阻R3＝990 Ω⑦开关和导线若干(1)为了能尽量准确地进行测量，也为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是_____(填仪器字母代号)；(2)请在图甲所示的方框中画出实验电路原理图，并注明器材的字母代号；(3)图乙所示为某同学根据正确的电路图作出的I1－I2图线(I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数)，由该图线可求出被测干电池的电动势E＝________V(保留3位有效数字)，内电阻r＝________Ω(保留2位有效数字)．7．为了测定电阻R x(电阻值约为1 000 Ω)的电阻值以及一节干电池的电动势和内阻(内阻约为2 Ω)，手边还有如下器材：A．电流表A：量程为3 A、内阻约为0.5 ΩB．电压表V：量程为2 V、内阻很大C．电阻箱R1：总阻值为9 999.9 ΩD．滑动变阻器R2：0～10 ΩE．单刀单掷开关、导线若干(1)为了较准确测量，电表应选用________．(填器材前的编号)(2)请在虚线框内画出一个实验电路，测定R x的电阻值、电池的电动势和内阻．要求：标清楚所需器材的符号(A、V、R1、R x、R2)．(3)通过改变电路的总电阻，记录外电路的电阻值R和对应情况下的电压表示数U，画出1U随1R的变化图线为直线，如图所示，直线与纵轴的交点坐标为b、斜率为k，则电源电动势为________，内阻为________．8．现用伏安法研究某电子器件R1(6 V 2.5 W)的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整(直接测量的变化范围尽可能大一些)，备有下列器材：A．直流电源(6 V，内阻不计)；B．电流表G(满偏电流I g＝3 mA，内阻R g＝10 Ω)；C．电流表A(0～0.6 A，内阻未知)；D．滑动变阻器(0～20 Ω，5 A)；E．滑动变阻器(0～200 Ω，1 A)；F．定值电阻R0(阻值1 990 Ω)；G．开关与导线若干．(1)根据题目提供的实验器材，请你在方框中设计出测量电子器件R1伏安特性曲线的电路原理图．(2)在实验中，为了操作方便且能够准确地进行测量，滑动变阻器应选用________(填写器材序号)．(3)将上述电子器件R1和另一电子器件R2接入如图甲所示的电路中，它们的伏安特性曲线分别如图乙中Ob、Oa所示．电源的电动势E＝6.0 V，内阻忽略不计．调节滑动变阻器R3，使电阻R1和R2消耗的电功率恰好相等，则此时R3接入电路的阻值为________Ω.9．某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E.(1)先直接用多用电表测定该电池电动势．在操作无误的情况下，多用电表表盘示数如图，其示数为____________V.(2)然后，用电压表V、电阻箱R、定值电阻R0、开关S、若干导线和该电池组成电路，测定该电池电动势．①根据电路图，用笔画线代替导线，将实物图连接成完整电路．②闭合开关S，调整电阻箱阻值R，读出电压表V相应示数U.该学习小组测出大量数据，分析筛选出下表所示的R、U数据，并计算出相应的1/R和1/U的值．请用表中数据在坐标纸上描点，并作出1/U－1/R图线．R（Ω）166.771.450.033.325.020.0U（V）8.3 5.9 4.8 4.2 3.2 2.9 1/R（×10－2Ω－1）0.60 1.40 2.00 3.00 4.00 5.001/U（V－1）0.120.170.210.240.310.34③从图线中可求得E＝____________V.10．某中学的物理“小制作”小组装配了一台“5 V0.5 A”的小直流电动机，线圈内阻小于1 Ω.现要进一步研究这个小直流电动机在允许的输入电压范围内，输出功率与输入电压的关系，学校实验室提供的器材有：①直流电源E，电压6 V，内阻不计；②小直流电动机M；③电压表V1，量程0～0.6 V，内阻约3 kΩ；④电压表V2，量程0～6 V，内阻约15 kΩ；⑤电流表A1，量程0～0.6 A，内阻约1 kΩ；⑥电流表A2，量程0～3 A，内阻约0.5 Ω；⑦滑动变阻器R，0～10 Ω，2 A；⑧开关一只，导线若干．(1)首先要比较精确测量电动机的内阻r.根据合理的电路进行测量时，要控制电动机不转动，通过调节滑动变阻器，使电压表和电流表有合适的示数，电压表应该选______．若电压表的示数为0.1 V，电流表的示数为0.2 A，则内阻r＝______ Ω，这个结果比真实值偏______(填“大”或“小”)．(2)在方框中画出研究电动机的输出功率与输入电压的关系的实验电路图．(标明所选器材的符号)(3)当电压表的示数为4.5 V时，电流表示数如图所示，此时电动机的输出功率是____W.参考答案与解析1．[139]【解析】(1)因用直流50 V挡检测，故满偏时电压为50 V，刻度均匀，在题图乙所示位置时，读数为11.5(11.2～11.8之间的值均可)V，说明蓄电池正常．(2)红表笔接b点，断开开关，指针不偏转，闭合开关后多用表读数与原来相同，说明保险丝、开关均正常，发生故障的器件只能为小灯．【答案】(1)11.5(11.2～11.8之间的值均可)蓄电池(2)小灯2．[140]【解析】由图象知电源内阻较大，因此电流表应外接，误差较小；同时滑动变阻器应选R2，电流表才会有明显的示数变化．【答案】(1)A E(2)如图所示(3)1.354503．[141]【解析】(1)表头跟R2串联，R1跟开关串联，两个支路并联，连线图如图所示．(2)开关闭合时，电表的内阻较小，为等效电流表；开关断开时，电表的内阻较大，为等效电压表．(3)电流由红表笔流入，由题图甲可看出表头右端为“＋”，故表笔A为黑表笔．(4)设表头的内阻为r，满偏电流为I g，由欧姆定律可知I g(R2＋r)＝1 V，I g(R2＋r)＝(1 A －I g)R1，解得R1＝1.00 Ω，R2＝880 Ω.【答案】(1)见解析图(2)电流电压(3)黑(4)1.008804．[142]【解析】测电阻的基本方法是伏安法，但由于小灯泡的额定电压为3 V，比电压表的量程小得多，故无法用电压表测电压．可设计让定值电阻R0与A1串联，改装成一个适当量程的电压表，然后用A2测量小灯泡和改装电表并联后的总电流，这样通过两表的示数就可以知道通过小灯泡的电流为I2－I1，小灯泡两端的电压为I1(R0＋r1)，故小灯泡的电阻为R L＝I1（r1＋R0）I2－I1.实验要求测量小灯泡L从较低温度到正常发光过程中的电阻情况，即要求电压从0开始调节，故滑动变阻器应选用分压式接法．由于滑动变阻器R2阻值太大，所以滑动变阻器选R1；小灯泡正常发光时电压为3 V，对应电流表读数为I1＝UR0＋r1＝0.3 A＝300 mA.则电路原理图如图甲所示，实物连接图如图乙所示使A 1的示数为300 mA 时，灯泡正常发光，此时R L ＝I 1（r 1＋R 0）I 2－I 1，式中I 2为A 1表示数为300 mA 时，电流表A 2的读数，故I 1＝300 mA.【答案】(1)、(2)见解析图 (3)A 1的示数为300 mAI 1（r 1＋R 0）I 2－I 1 5．[143] 【解析】(1)由电路图连线如图(2)闭合开关S 前，为保护电路，应使连入电路的滑动变阻器阻值最大，故滑动端c 置于b 端．(3)连线如图(4)电路中，A 1与R 1串联等效于电压表，纵轴截距为0.149 mA ，对应电压值U ＝0.149×10－3×104 V ＝1.49 V ，故电动势E ＝1.49 V ，内阻r ＝⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI ＝0.60 Ω.(5)短路电流I m ＝E r ＝1.490.60A ＝2.5 A. 【答案】(1)见解析图 (2)b 端 (3)见解析图 (4)1.49 0.60 (5)2.56．[144] 【解析】(1)题中给出两个电流表，其中G 内阻已知，和定值电阻串联后两端电压最大为3 V ，改装用作电压表；滑动变阻器若用R 1，方便调节和读数，易得多组数据，而R 2的电阻值太大，不方便调节，不易测得多组数据．(3)根据闭合电路欧姆定律可知E ＝I 1(R 3＋R G )＋(I 1＋I 2)r ，变形为I 1＝－r R 3＋R G ＋r I 2＋E R 3＋R G ＋r ，图线的纵截距为E R 3＋R G ＋r ＝1.45×10－3A ，斜率为－r R 3＋R G ＋r＝－0.450.5×10－3，解得E ＝1.45 V ，r ＝0.90 Ω.【答案】(1)R 1 (2)如图所示 (3)1.45(1.44～1.46) 0.90(0.88～0.92)7．[145] 【解析】(1)电流表量程太大、不可用，一节干电池的电动势约为1.5 V .(2)滑动变阻器总电阻值太小且在滑动过程中不能读出接入电路的电阻值，所以改变电路中的电阻采用电阻箱，电路图如答案图所示．(3)应用闭合电路欧姆定律有U ＋U R r ＝E ，则1U ＝1E ＋r E ·1R ，由此可知E ＝1b 、r ＝k b. 【答案】(1)B (2)如图所示 (3)1b k b8．[146] 【解析】(1)电子器件R 1允许通过的最大电流I m ＝2.56A ，电流表采用A ；电子器件R 1两端所加电压最大值为6 V ，则需把电流表G 改装成电压表，G 和定值电阻R 0串联后两端电压最大值为3 mA ×(10＋1 990)Ω＝6 V ，正合适；电子器件R 1电阻较小，改装后的电压表内阻远大于其电阻，而电流表A 内阻未知，则电流表A 外接．(2)要求特性曲线尽可能完整，直接测量的变化范围尽可能大一些，滑动变阻器采用分压式，滑动变阻器选总阻值小的D.(3)R 1、R 2和R 3串联，则通过它们的电流相同，又R 1和R 2消耗的电功率恰好相等，则Oa 、Ob 两曲线的交点为满足上述条件的点，通过它们的电流为0.25 A ，R 1和R 2两端电压均为2.5 V ，根据串联电路特点可知R 3两端电压为1 V ，根据欧姆定律可知R 3接入电路的阻值为10.25Ω＝4 Ω. 【答案】(1)如图所示 (2)D (3)4119．[147] 【解析】(1)读出示数为：9.4 V.(2)①连线如图所示．②作图线如图所示③由闭合电路欧姆定律得E ＝U ＋U R (r ＋R 0)，变形得1U ＝1E ＋r ＋R 0E ·1R ，从上式看出在1U－1R 图象中，纵轴的截距即为1E，由图象得出截距为0.10，所以E ＝10.0 V(9.5 V ～11.1 V 内均正确)．10．[148] 【解析】(1)由于小电动机线圈电阻很小，电流也小，因此应选小量程电流表、电压表．r ＝U I＝0.5 Ω.由(2)问图可知电压表分流，故测量值比真实值小． (2)电压表应选V 2，电流表A 1采用外接法，变阻器采用分压式电路．(3)P 出＝4.5×0.4 W －0.42×0.5 W ＝1.72 W.【答案】(1)V 1 0.5 小(2)如图所示(3)1.72。
高二物理人教版选修31电路故障问题的分类解析-最新学习文档
电路故障问题的分类解析重/难点重点：检查电路故障的常用方法。
难点：常见故障电路问题的分类解析。
重/难点分析重点分析：检查电路故障的常用方法有：电压表检查法；电流表检查法；欧姆表检查法；试电笔检查法。
难点分析：常见故障电路问题主要有这样几类：（1）给定可能故障现象，确定检查方法。
（2）给定测量值，分析推断故障。
（3）根据观察现象，分析推断故障。
（4）根据故障，分析推断可能观察到的现象。
突破策略1.常见的故障现象断路：是指电路两点间（或用电器两端）的电阻无穷大，此时无电流通过，若电源正常时，即用电压表两端并联在这段电路（或用电器）上，指针发生偏转，则该段电路断路，如电路中只有该一处断路，整个电路的电势差全部降落在该处，其它各处均无电压降落（即电压表不偏转）。
短路:是指电路两点间（或用电器两端）的电阻趋于零，此时电路两点间无电2.检查电路故障的常用方法电压表检查法：当电路中接有电源时，可以用电压表测量各部分电路上的电压，通过对测量电压值的分析，就可以确定故障。
在用电压表检查时，一定要注意电压表的极性正确和量程符合要求。
电流表检查法：当电路中接有电源时，可以用电流表测量各部分电路上的电流，通过对测量电流值的分析，就可以确定故障。
在用电流表检查时，一定要注意电流表的极性正确和量程符合要求。
欧姆表检查法：当电路中断开电源后，可以利用欧姆表测量各部分电路的电阻，通过对测量电阻值的分析，就可以确定故障。
在用欧姆表检查时，一定要注意切断电源。
试电笔检查法：对于家庭用电线路，当出现故障时，可以利用试电笔进行检查。
在用试电笔检查电路时，一定要用手接触试电笔的上金属体。
3.常见故障电路问题的分类解析（1）给定可能故障现象，确定检查方法：例1. 在如图所示电路的三根导线中，有一根是断的，电源、电阻器R1、R2及另外两根导线都是好的，为了查出断导线，某学生想先将万用表的红表笔连接在电源的正极a，再将黑表笔分别连电阻器R1的b端和R2的c端，并观察万用表指针的示数，在下列选档中，符合操作规程的是：A ．直流10V 挡；B ．直流0.5A 挡；C ．直流2.5V 挡；D ．欧姆挡。
高二物理人教版选修31电路故障问题的分类解析
高二物理人教版选修31电路故障问题的分类解析重/难点重点：反省电路缺点的常用方法。
难点：罕见缺点电路效果的分类解析。
重/难点剖析重点剖析：反省电路缺点的常用方法有：电压表反省法；电流表反省法；欧姆表反省法；试电笔反省法。
难点剖析：罕见缺点电路效果主要有这样几类：〔1〕给定能够缺点现象，确定反省方法。
〔2〕给定测量值，剖析推断缺点。
〔3〕依据观察现象，剖析推断缺点。
〔4〕依据缺点，剖析推断能够观察到的现象。
打破战略1.罕见的缺点现象断路：是指电路两点间〔或用电器两端〕的电阻无量大，此时无电流经过，假定电源正常时，即用电压表两端并联在这段电路〔或用电器〕上，指针发作偏转，那么该段电路断路，如电路中只要该一处断路，整个电路的电势差全部下降在该处，其它各处均无电压下降〔即电压表不偏转〕。
短路:是指电路两点间〔或用电器两端〕的电阻趋于零，此时电路两点间无电压下降，用电器实践功率为零〔即用电器不任务或灯不亮，但电源易被烧坏〕2.反省电路缺点的常用方法电压表反省法：当电路中接有电源时，可以用电压表测量各局部电路上的电压，经过对测量电压值的剖析，就可以确定缺点。
在用电压表反省时，一定要留意电压表的极性正确和量程契合要求。
电流表反省法：当电路中接有电源时，可以用电流表测量各局部电路上的电流，经过对测量电流值的剖析，就可以确定缺点。
在用电流表反省时，一定要留意电流表的极性正确和量程契合要求。
欧姆表反省法：当电路中缀开电源后，可以应用欧姆表测量各局部电路的电阻，经过对测量电阻值的剖析，就可以确定缺点。
在用欧姆表反省时，一定要留意切断电源。
试电笔反省法：关于家庭用电线路，当出现缺点时，可以应用试电笔停止反省。
在用试电笔反省电路时，一定要用手接触试电笔的上金属体。
3.罕见缺点电路效果的分类解析〔1〕给定能够缺点现象，确定反省方法：例1. 在如下图电路的三根导线中，有一根是断的，电源、电阻器R1、R2及另外两根导线都是好的，为了查出断导线，某先生想先将万用表的红表笔衔接在电源的正极a，再将黑表笔区分连电阻器R1的b端和R2的c端，并观察万用表指针的示数，在以下选档中，契合操作规程的是：A ．直流10V 挡；B ．直流0.5A 挡；C ．直流2.5V 挡；D ．欧姆挡。
高中物理人教选修3-1课件 第2章末小结
1．纯电阻电路 在纯电阻电路中，电功等于电热，电功率等于热功率，
2 U 即P电路 在非纯电阻电路中，电功大于电热，电功率大于热功 率，即UI>P热＝I2R。
规格为“ 220V 36W” 的排气扇，线圈电阻为 40Ω，求： (1) 接上 220V 电压后，排气扇转化为机械能的功率和发热
(3)U＝E－Ir(U、I间关系) R (4)U＝ E(U、R间关系) R＋r 从(3)式看出：当外电路断开时(I＝0)，路端电压等于 电动势。当外电路短路时(R＝0)电流最大为Im＝E/r→短 路电流。
2．电源的功率和效率 (1)功率：①电源的功率(电源的总功率)PE＝EI； ②电源的输出功率P出＝UI； ③电源内部消耗的功率Pr＝I2r。 P U (2)电源的效率：η＝ P ＝ E ，当内外电阻相等时，电源的 E E2 输出功率最大，为Pm＝ 。 4r
的功率；
(2)如果接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，求电动机消 耗的功率和发热的功率。
解析：(1)排气扇在220V电压下正常工作电流 P 36 I＝U＝ A＝0.16A 220 发热功率P热＝I2R＝(0.16)2×40W＝1W 转化为机械能的功率 P机＝P－P热＝(36－1)W＝35W。
(2)扇叶被卡住不能转动后，电机相当于纯电阻，电能全 部转化为热能，此时通过排气扇电流 U 220 I′ ＝ R ＝ A＝5.5A 40 电机消耗的功率等于发热功率 P′＝P热＝I′U＝5.5×220W＝1210W 由于发热量很大，将很快烧坏电动机线圈。
(3)见解析
欧姆
(2)开关或连接点5、6
二、电路中的能量转化 在闭合电路中，电源通过非静电力做功将其他形式的能 转化为电能，在整个电路中，通过电场力做功又将电能转化 为其他形式的能。电源为整个电路提供的电功率P总＝EI，其 中内阻的发热功率P内＝I2r，电源的输出功率P出＝UI＝P总－P P出 U ＝ 。 内，电源的效率η＝ P总 E
人教版高中物理选修3-1知识点整理及重点题型梳理] 闭合电路欧姆定律的应用 基础
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人教版高中物理选修3-1知识点梳理重点题型（常考知识点）巩固练习闭合电路欧姆定律的应用【学习目标】1．进一步加深对闭合电路各量及其关系的理解。
2．熟练地运用闭合电路欧姆定律对电路进行分析与计算。
3．能够综合运用电路有关知识（串、并联电路特点、部分电路欧姆定律等）对闭合电路进行动态分析和计算；如，路端电压、电压的输出功率、电源的效率等随外电阻的变化。
4．能够熟练地运用能的转化和守恒的知识解决非纯电阻电路问题（如电动机电路等）。
5．综合运用电路知识解决闭合电路问题。
6．电路的等效、简化和电路的极值问题 7．电路故障的判断等。
【要点梳理】要点一、关于闭合电路欧姆定律 1．闭合电路欧姆定律（1）已知电动势为E 、内电阻为r 的电源和电阻R 组成闭合回路，如图，电路中有电流I 通过，根据欧姆定律U IR =外，U Ir =内和E U U =+外内得E IR Ir =+，即E I R r=+． （2）闭合电路的电流，跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比。
2、对闭合电路欧姆定律的理解 公式的适用对象○1UI R =适用于纯电阻电路。
○2EI R r=+适用于纯电阻电路。
○3E U U =+外内适用于各种电路，U E Ir =外－与E U U =+外内相同。
要点二、闭合电路欧姆定律应用1．路端电压随负载的变化分析负载即用电器，而R 是由负载的结构决定的，当R 变化时，路端电压U 、电流I 随之变化，由E Ir U =+得1ER EU E Ir r R r R=-==++． 可见：（1）U 随R 的增大而增大，随R 的减小而减小，U I -曲线如图所示。
（2）当0R →（短路）时，0U =，此时EI r=最大，会引起火灾。
（3）当R →∞（断路）时，U E =。
2.功率与电流之间的关系（如图）○1直线表示电源的总功率 P EI =总.○2曲线表示电源的输出功率 2P UI EI I r ==-出．○3曲线表示电源内部消耗的功率 2r P I r =．3．电源做功、功率和输出功率及效率问题的分析（1）电源做功：W EIt = 电源的总功率：P EI = （2）电源的输出功率为2222222=()()4()4E E R E P I R R r R R r Rr R r r R=⋅==+-+-+出， 当R r =时，P 出有最大值2244m E E P R r==．P 出与外电阻R 的这种函数关系可用如图的图象定性地表示。
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电路故障问题
高考频度：★★☆☆☆难易程度：★★★☆☆
如图是某同学连接的实验实物图，合上开关S后，发现A、B灯都不亮，他采用下列两种方法检查故障：
（1）用多用电表的直流电压挡进行检查。
①那么选择开关应置于下列量程的________挡。
（用字母序号表示）
A．2.5 V B．10 V C．50 V D．250 V
②在测试a、b间直流电压时，红表笔应接触________。
（选填“a”或“b”）
③该同学测试结果如下表所示，根据测试结果，可以判定故障是_____________。
（假设只有下列中的某一项有故障）
测试点电压示数
a、b有示数
c、b 有示数
c、d无示数
d、f有示数A．灯A断路B．灯B短路 C．c、d段断路D．d、f段断路
（2）用欧姆挡检查。
①测试前，应将开关S________。
（选填“断开”或“闭合”）
②测试结果如下表所示，由此可以断定故障是________。
测试点表头指示位置
c、d
d、e
e、f
A．灯A断路B．灯B断路 C．灯A、B都断路D．d、e间导线断路【参考答案】（1）①B ②a③D （2）①断开②D
【试题解析】（1）用多用电表的直流电压挡进行测量时，实质上是用电压表测量，而电压表内阻很大，若并联在断路处（设有一处发生断路）时，电路接通电压表示数应为电源的电动势，并联在未断路处时，示数为零。
因此，用多用电表的直流电压挡进行检查电路时，电压表的量程必须大于电源的电动势，为了示数明显，量程不宜过大，本题中电源的电动势为6 V，故选10 V量程即可。
测试时红表笔应接电势高的a点。
根据测试结果，a、b间有示数，说明b→电源→a完好；c、b间有示数，说明b→电源→a→c完好；c、d间无示数，说明c→灯→d间完好；d、f间有示数，说明f→b→a→c→d完好，故应是d、f段断路，另外，若灯B短路，则d、f间应无示数。
（2）用欧姆挡检查时，测试前应首先将开关S断开。
根据表针偏转情况，接c、d时有示数，说明不是灯A断路；接e、f时有示数，说明也不是灯B断路；接d、e时有电阻无穷大，可以断定是d、e间导线断路。
【名师点睛】短路的特点：短路部分有电流而电压为零；被短路的用电器不工作；与之串联的用电器工作电流增大。
断路的特点：断路部分的电压不为零而电流为零。
【知识补给】
电路故障分析
1．故障特点
（1）断路特点：表现为电源电压不为零而电流为零；如果外电路中两点间的电压不为零而电流为零，则说明这两点间有断点，而这两点与电源的连接部分没有断点。
（2）短路特点：用电器或电阻发生短路，表现为有电流通过电路但它两端电压为零。
2．检查方法
（1）电压表检测：如果电压表示数为零，则说明可能在并联路段之外有断路，或并联路段短路。
（2）电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置。
在运用电流表检测时，一定要注意电流表的极性和量程。
（3）欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处是断路，当测量值很小或为零时，表示该处是短路。
在运用欧姆表检测时，电路一定要切断电源。
（4）假设法：将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发生某种故障，运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行推理。
某学生在研究串联电路电压特点时，接成如图所示电路，接通K 后，他将高内阻的电压表并联在A 、C 两点间时，电压表读数为U ；当并联在A 、B 两点间时，电压表读数也为U ；当并联在B 、C 两点间时，电压表读数为零，则出现此种情况的原因可能是（R 1、R 2阻值相差不大）
A ．A
B 段断路 B ．B
C 段断路
C ．AB 段短路
D ．BC 段短路 （2018·云南峨山彝族自治县高二期末）用电压表检查如图所示电路的故障，如图所示，
＝
ad U 分别测得 ，则此故障可能是
5.0 V ＝ab U ，0＝cd U ，.0 V 5
A ．L 断路
B ．R 断路
C ．R ′断路
D ．S 断路 如图所示，开关S 闭合电灯不亮，为了检查图中电路故障，现用一根导线进行判断，当
导线连接BC 时，灯不亮；当导线连接CD 时，灯也不亮；当导线连接DE 时，灯亮了。
则电路
故障原因是
A ．电阻R 断路
B ．电灯L 断路
C ．R 、L 同时断路
D ．变阻器断路 （2018·广东深圳市罗湖区深圳第二实验学校高二月考）如图所示的电路中，闭合电键，灯、正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯变亮，灯变暗，电流表的读数
变小，根据分析，发生的故障可能是
A ．
断路 B ．断路 C ．短路 D ．短
路 （2018·新疆生产建设兵团第十师北屯高级中学高三期中）如图所示的电路中，开关闭合，灯L 1、L 2正常发光，由于电路出现故障，灯L 1突然变亮，灯L 2变暗，电流表的读数变小，则发生的故障可能是
断路
1R ．A 断路
2R ．B 断路
3R ．C 断路
4R ．D 。
若某一电阻发生断路，
4 Ω为3R ，2 V ，电压表读数为0.7
5 A 如图所示，电流表读数为则两电表的读数分别变为0.8 A 和3.2 V 。
（电压表、电流表为理想电表）
（1）试分析哪个电阻发生断路；
（2）求电源的电动势和内电阻各为多少；
（3）求上述电阻断路时，电源的效率为多少。
【参考答案】 AD 若AB 断路，则AB 间与AC 间电压相等，BC 间电压为零，故A 对；若BC 断路，则AB 间电压为零，故B 不符合题意，B 错；若AB 段短路，则AB 间电压为零，C 不符合题意，
C 错；若BC 段短路，则AB 与AC 电压相等，BC 间电压为零，
D 对。
是好的，用电压表测量得S ，电压表测的是外电路总电压，说明电键=5.0 V ad U 由于B =0
cd U 之间，由于ab 这一部分电路是通的，故障可能出现在d 到c 到b ，说明从=5.0 V ab U 到 V ，说明故障在a 到c 之间，所以故障一定是R 断路，所以B 正确。
故选B 。
【名师点睛】本题是对电路故障的分析，当电路中有电流，能组成闭合的回路的时候，电压
表就会有示数，否则，电压表就没有示数。
大；则两端电压减小，则变暗；同时路中电阻减小，则电流表示数也将增大；故不
符合题意，故C 错误。
若短路，则电路中总电阻减小，电路中电流增大；变亮；两端的电压减小，故变暗；而电流表所在支路，电阻减小，则电流增大；故的示数增大。
A 若R1断路，总外电阻变大，总电流减小，L1两端电压变大，L1变亮；根据串联电路分压规律可知：右侧并联电路的电压减小，通过L2、R4的电流都减小，L2变暗，电流表的读数变小。
符合题意。
故A正确。
若R2断路，电路中没有电流，两灯都不亮，与题不符，故
B 错误。
若R3断路，总外电阻变大，总电流减小，L1两端电压变小，L1变亮暗；根据串联电路分压规律可知：R4的电压增大，电流表的读数变大，L2不亮，不符合题意。
故C错误。
若R4断路，总外电阻变大，总电流减小，L1两端电压变小，L1变亮暗；根据串联电路分压规律可知：电流表的读数为零，不符合题意。
故D错误。
【点睛】本题是电路中动态变化分析问题，首先要识别电路的结构，其次按照“局部→整体→局部”的思路进行分析．注意某电阻断路相当电阻变为无穷大.
（1）发生断路（2）4 V 1 Ω （3）80%
（1）若断路则电流表的读数将变为零，若断路则电压表的读数将变为零，由题意可知，某一电阻断路后，电压表、电流表还有读数，故只能是发生断路
（2）断路时：
且有：，即①
电源总功率为：
则此时电源的效率为：。