Question

【題目】如圖所示，電源電壓保持不變，電鍵S閉合時，發現電路中至少有一個電表示數不發生變化（不發生電源短路），已知故障發生在電阻R或燈L上，其他元件仍保持完好。

①斷開電鍵S，用一個完好的小燈替換L后，小燈_____（選填“一定發光”、“一定不發光”或“可能發光”）。

②在原故障電路中，斷開電鍵S，將燈L與R位置互換后，電壓表V的示數發生變化，電路中可能存在的故障是_____。

Answer 1

【答案】 可能發光 燈L短路或是電阻R斷路或是L短路且R斷路

【解析】解：（1）電路故障就是短路或斷路，由圖可知開關閉合后將燈L短路，如果是燈L斷路，電壓表和電流表均沒有示數，閉合開關s后兩表均有示數，所以不可能是燈L斷路；如果是R斷路，電流表沒示數，電壓表有示數且接近電源電壓，當開關s閉合后電流表，電壓表示數不會變化，符合至少有一個電表不發生變化；所以可能是電阻R斷路；

如果是燈L短路，開關閉合還是將燈L短路，所以兩表示數都不會變化，所以燈L短路符合題意；如果電阻R短路，開關在閉合將發生電源短路的情況，與題意中不發生電源短路想矛盾；所以電路故障原因可能是燈L短路或是電阻R斷路；當電阻R斷路時，更換燈泡后，電壓表串聯在電路中，電路中電流幾乎為零，燈泡不發光；當燈泡L短路時，更換燈泡后，短路故障排除，且開關是斷開的，完好燈泡與電阻R串聯，則燈泡將發光；所以用一個完好的小燈替換L后，小燈可能發光；（2）由（1）分析可知原電路故障是燈L短路或是電阻R斷路，這兩種故障電壓表都有示數而且示數接近電源電壓。斷開電建，將燈L與R互換后，電壓表與燈L并聯，此時無論燈L短路或是電阻R斷路，電壓表的示數都將為零，所以電路中可能存在的故障是燈L短路或是電阻R斷路。

點睛:①電路故障有兩種情況：短路或斷路。電流表示數變大，說明電路電阻減小，所以是某一電阻短路，根據電壓表的變化判斷短路之處；電流表示數減小為零，說明電路斷路，若電壓表示數不為零，則與電壓表并聯的電路斷路；②根據電壓表所測電路的變化及電壓表的示數大小關系得出結論。