短路和断路题目及答案

短路和断路题目及答案一、单项选择题（共12小题，每小题3分，共36分。每小题只有一个正确选项）1.下列关于短路与断路的说法，正确的是（）A.断路是指电路某处断开，电路中完全没有电流，所有用电器都不能工作B.短路是指用导线直接将用电器两端连接，会导致电源被烧坏C.电源短路时，电路中电流过大，会损坏电源甚至引发火灾D.局部短路时，被短路的用电器仍能正常工作，只是功率变小2.下列对四个电路状态的描述，属于局部短路（用电器短路）的是（）A.由电源、开关、灯泡L1、L2串联组成的电路，开关断开，两灯均不发光B.由电源、开关、灯泡L1、L2串联组成的电路，开关闭合后，L1发光、L2不发光，L2的两个接线柱之间被一根导线直接连接C.由电源、干路开关、灯泡L1、L2并联组成的电路，开关闭合后，两灯均不发光，电源外壳明显发热D.由电源、干路开关、灯泡L1、L2并联组成的电路，L1灯丝断裂，开关闭合后，L2正常发光3.在由电源、开关、电流表、灯泡L1、L2串联组成的电路中，电压表并联在L1两端。已知电源电压为3V，闭合开关后，两灯均不发光，电流表无示数，电压表示数接近3V。若电路只有一处故障，则故障可能是（）A.L1断路B.L2断路C.L1短路D.L2短路4.在由电源、干路开关、灯泡L1、L2并联组成的电路中，闭合开关后，两灯均正常发光，一段时间后，两灯同时熄灭，电源外壳发热，干路保险丝熔断。若电路只有一处故障，则故障可能是（）A.L1断路B.L2断路C.L1短路D.开关接触不良5.家庭电路中，闭合客厅照明灯的开关后，灯泡不发光，其他用电器也均不工作，经检查保险丝完好。用测电笔分别检测灯座的两个接线柱，氖管均发光，则电路故障可能是（）A.火线断路B.零线断路C.灯泡灯丝断了D.灯座内部短路6.在伏安法测定值电阻R阻值的实验中，电源电压为6V，电路由电源、开关、电流表、滑动变阻器、定值电阻R串联组成，电压表并联在R两端。闭合开关后，电流表无示数，电压表有示数且接近6V，移动滑动变阻器的滑片，两电表示数均无变化。若电路只有一处故障，则故障可能是（）A.滑动变阻器断路B.定值电阻R断路C.滑动变阻器短路D.定值电阻R短路7.在由电源、开关、灯泡L1、L2串联组成的电路中，电流表测电路电流，闭合开关后，两灯均正常发光，电流表示数为0.3A。一段时间后，L1突然熄灭，L2变得更亮，电流表示数变为0.45A。若电路只有一处故障，则故障可能是（）A.L1断路B.L1短路C.L2断路D.L2短路8.在由电源、开关、灯泡L1、L2、电流表串联组成的电路中，闭合开关后两灯均不发光，电流表无示数，已知电路存在两处故障，且故障均发生在两个灯泡上。用一根完好的导线并联在L1两端，L2仍不发光，电流表仍无示数；取下L1两端的导线，将导线并联在L2两端，L1仍不发光，电流表仍无示数。则下列故障组合正确的是（）A.L1断路、L2短路B.L1短路、L2断路C.L1断路、L2断路D.L1短路、L2短路9.将标有“3V0.3A”的灯泡L1和标有“4V0.2A”的灯泡L2串联接入电压为6V的电路中，闭合开关后，其中一个灯泡正常发光，另一个灯泡发光较暗。一段时间后，发光较暗的灯泡突然熄灭，正常发光的灯泡变得更亮，电流表仍有示数。若电路只有一处故障，且不考虑温度对灯丝电阻的影响，则下列说法正确的是（）A.故障为L1断路，此时电路总功率为1.2WB.故障为L1短路，此时电路总功率为1.8WC.故障为L2断路，此时电路总功率为1.2WD.故障为L2短路，此时电路总功率为1.8W10.小明家的空气开关突然跳闸，下列原因中不可能造成该现象的是（）A.多个大功率用电器同时工作B.插座内部火线与零线直接接触C.台灯插头内部火线与零线直接接触D.客厅照明灯的灯丝突然烧断11.某款充电宝有两个独立的USB输出端口，可同时为两部手机充电，充电时两部手机的电路为并联关系。充电过程中，其中一部手机突然冒烟，充电宝触发内部保护电路自动断电，另一部手机也立即停止充电。若故障只发生在手机或充电宝内部保护电路之前，则该故障的类型及判断依据是（）A.手机支路断路，断路会导致整个电路无电流B.手机支路短路，短路会导致干路电流过大，触发保护电路C.充电宝内部断路，断路会导致所有用电器停止工作D.充电宝内部短路，短路会导致充电宝自身损坏12.在由电源、开关、灯泡L1、灯泡L2、电流表依次串联组成的电路中，电源电压为3V，闭合开关后两灯均不发光，电流表无示数。已知电路只有一处故障，为排查故障，用电压表进行检测：将电压表接在电源正、负极两端，示数为3V；接在开关两端，示数为3V；接在L1两端，示数为0V；接在L2两端，示数为0V。则故障可能是（）A.开关断路B.L1断路C.L2断路D.电流表短路二、填空题（共6小题，每空2分，共24分。请将正确答案填写在题中的横线上）13.直接用导线将电源正、负极连接起来的电路状态叫作______，根据______定律，此时电路中电流会远大于正常工作电流，极易烧坏电源甚至引发火灾；电路中某处断开的状态叫作______，此时电路中无持续电流，用电器无法工作。14.在由电源、开关、灯泡L1、L2串联组成的电路中，电源电压为6V。若L1发生断路，闭合开关后，L2______（选填“发光”或“不发光”），用电压表测量L1两端的电压，示数为______V。15.在由电源、干路开关、灯泡L1、L2并联组成的电路中，电源电压为6V，L1的电阻为10Ω，L2的电阻为20Ω。若L1支路发生断路，闭合干路开关后，L2______（选填“发光”或“不发光”），干路电流为______A；若L1支路发生短路，闭合干路开关后，L2______（选填“发光”或“不发光”），干路电流将______（选填“变大”“变小”或“不变”）。16.家庭电路中，闭合开关后灯泡不发光，用测电笔检测灯座的两个接线柱，若氖管均发光，则故障为______；若氖管均不发光，则故障为______（均选填“火线断路”“零线断路”或“灯泡灯丝断了”，且故障仅发生在上述位置）。17.伏安法测小灯泡电阻的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V。闭合开关后，若小灯泡不发光，电流表无示数，电压表有示数且接近4.5V，则故障为______；若小灯泡不发光，电流表有示数，电压表无示数，则故障为______（故障仅发生在小灯泡上）。18.在由电源、开关、电阻R1、电阻R2、电流表串联组成的电路中，R1=10Ω，R2=20Ω，电源电压恒为6V。闭合开关后，电流表示数为______A；若用一根电阻不计的导线并联在R1两端，此时电流表示数为______A，R2两端的电压为______V。三、实验探究题（共2小题，每小题10分，共20分）19.某实验小组用伏安法测量标有“2.5V”小灯泡的额定功率，实验电路由电源（电压恒为4.5V）、开关、电流表、滑动变阻器（规格为“20Ω1A”）、小灯泡、电压表串联组成，其中电压表并联在小灯泡两端，电流表测电路总电流。请回答下列问题：（1）连接电路时，开关应处于______状态，滑动变阻器的滑片应移到______处，以保护电路。（2分）（2）小华连接完最后一根导线时，小灯泡立即发出明亮的光，随即熄灭，经检查发现灯丝烧断。请写出造成该现象的两个操作错误：①______；②______。（2分）（3）排除故障后，小明闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电流表无示数，电压表示数接近4.5V。若电路只有一处故障，则故障为______；为验证该故障，小明用一根完好的导线并联在滑动变阻器两端，若观察到______，则可确认故障判断正确。（3分）（4）小红连接好电路后，闭合开关，小灯泡发光较暗，电流表有示数，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电压表示数都低于2.5V且保持不变，造成该现象的原因是______；若闭合开关后，小灯泡发光很亮，电压表示数为4.5V，移动滑片时电表示数无变化，造成该现象的原因是______。（3分）20.某物理兴趣小组利用模拟家庭电路探究短路与断路故障，模拟电路由220V交流电源、进户线（火线、零线）、保险丝（额定电流5A）、开关、“220V40W”的照明灯、两孔插座组成，其中开关接在照明灯与火线之间，插座的左孔接零线、右孔接火线。请回答下列问题：（1）闭合照明灯的开关，灯泡正常发光，此时用测电笔接触开关的左接线柱（接火线侧），氖管______（选填“发光”或“不发光”）；接触开关的右接线柱（接灯泡侧），氖管______（选填“发光”或“不发光”）。（2分）（2）若断开开关后，用测电笔接触灯座的两个接线柱，发现其中一个接线柱能使氖管发光，说明开关接在了______（选填“火线”或“零线”）上，这种接法存在的安全隐患是______。（2分）（3）实验过程中，闭合照明灯开关后，灯泡不发光，保险丝未熔断，用测电笔检测插座的两个孔，氖管均发光，则故障为______；此时若将一台“220V20W”的台灯插头插入插座，台灯______（选填“发光”或“不发光”）。（2分）（4）将一个标有“220V880W”的电炉接入插座，闭合电炉开关后，保险丝立即熔断，照明灯熄灭，此时用测电笔检测插座的左孔，氖管______（选填“发光”或“不发光”），原因是______；排除短路故障后，若要同时使用照明灯和电炉，应选用额定电流至少为______A的保险丝（结果保留一位小数）。（4分）四、计算题（共2小题，每小题10分，共20分。解答时应写出必要的文字说明、公式和计算步骤，只写最后答案不得分）21.由电源、开关、定值电阻R1、定值电阻R2、电流表依次串联组成的电路中，电压表并联在R1两端。已知电源电压恒为12V，R1=10Ω，R2=20Ω，闭合开关后，电表示数出现异常。已知电路只有一处故障，且故障发生在R1或R2上。请回答下列问题：（1）若电流表示数为0，电压表示数为12V，判断电路故障并说明依据，同时求出此时R2两端的电压。（3分）（2）若电压表示数为0，电流表示数为0.6A，判断电路故障并说明依据，同时求出此时R2的电功率。（3分）（3）若闭合开关后，其中一个电表示数为0，另一个电表有示数，求所有可能的故障对应的电路总功率。（4分）22.小明家的家庭电路电压为220V，进户线处装有额定电流为20A的空气开关，家中已有用电器：“220V40W”的节能灯6盏，“220V200W”的液晶电视机1台，“220V1000W”的电热水器1台，“220V800W”的电饭锅1个。请回答下列问题：（1）求所有已有用电器都正常工作时，电路的总功率和干路电流（干路电流结果保留两位小数）。（3分）（2）某天，小明将一个“220V1500W”的电暖器插入插座，闭合开关后空气开关立即跳闸，经电工检测，故障为电暖器插头内部火线与零线直接接触（即插头处短路），已知短路瞬间干路电流为1.1×10⁴A，求短路处的总电阻为多少？（3分）（3）排除短路故障后，若小明家需要同时使用所有已有用电器和电暖器，通过计算说明空气开关是否会跳闸？若不会跳闸，最多还能再接入多少盏“220V40W”的节能灯？（4分）参考答案及解析一、单项选择题1.【答案】C【解析】本题考查短路与断路的基本概念。A选项错误：断路是指电路某处断开，电路中无持续电流，但并联电路中某一支路断路时，其他支路仍可形成通路，用电器能正常工作，并非所有用电器都不能工作。B选项错误：短路分为电源短路和局部短路，只有电源短路是用导线直接连接电源正负极，会烧坏电源；局部短路是用导线连接某用电器两端，一般不会烧坏电源。C选项正确：电源短路时，电路总电阻极小，根据欧姆定律I=U/R，电源电压一定时，电流会非常大，容易损坏电源，甚至引发绝缘层燃烧、火灾等事故。D选项错误：局部短路时，被短路的用电器两端电压为0，没有电流通过，无法工作，并非功率变小。2.【答案】B【解析】本题考查电路状态的区分，涉及断路、局部短路、电源短路的判断。A选项描述的是断路状态，开关断开导致整个电路断开，两灯都不工作，不属于短路。B选项描述的是局部短路，L2两端被导线直接连接，电流不经过L2，L2不工作，L1有电流通过正常发光，属于用电器（局部）短路。C选项描述的是电源短路，并联电路中某一支路短路会导致整个电源被短路，所有用电器都不工作，电源发热，不属于局部短路。D选项描述的是支路断路，L1灯丝断裂导致该支路断开，不影响L2所在支路的工作，属于断路状态。3.【答案】A【解析】本题考查串联电路的断路故障判断。闭合开关后两灯均不发光、电流表无示数，说明电路处于断路状态（若为短路，至少有一个灯发光，电流表有示数），排除C、D选项。电压表并联在L1两端，示数接近电源电压3V，说明电压表的两个接线柱能与电源正负极连通，即L2、开关、电流表均完好，故障为L1断路，此时电压表串联在电路中，由于电压表内阻极大，电路中电流几乎为0，电压表示数接近电源电压。因此A正确，B错误。4.【答案】C【解析】本题考查并联电路的短路故障特点。并联电路中，各支路独立工作，若某一支路断路，其他支路仍可正常工作，因此L1断路或L2断路不会导致两灯同时熄灭，排除A、B选项。开关接触不良属于干路断路，会导致两灯同时熄灭，但不会造成电源发热、保险丝熔断，排除D选项。并联电路中某一支路短路，会直接造成电源短路，干路电流极大，导致保险丝熔断、所有用电器停止工作、电源发热，因此C正确。5.【答案】B【解析】本题考查家庭电路的断路故障判断。保险丝完好说明电路没有发生短路（短路会导致电流过大，保险丝熔断），排除D选项。用测电笔检测灯座两个接线柱，氖管均发光，说明两个接线柱都与火线连通，因此故障为零线断路，此时灯座的两个接线柱通过灯泡、开关都接在火线上，测电笔接触时氖管发光，但由于零线断开，电路无法形成回路，灯泡不发光。若火线断路，两个接线柱都不与火线连通，测电笔接触时氖管均不发光，排除A选项；若灯泡灯丝断了，灯座的一个接线柱接火线（测电笔发光），另一个接零线（测电笔不发光），排除C选项。因此B正确。6.【答案】B【解析】本题考查伏安法实验中的故障判断。电流表无示数说明电路断路，若为短路，电流表应有示数，排除C、D选项。电压表有示数且接近电源电压，说明电压表的两个接线柱能与电源正负极连通，即滑动变阻器、电流表、开关均完好，故障为定值电阻R断路，此时电压表串联在电路中，由于内阻极大，电路电流几乎为0，电压表示数接近电源电压，且移动滑片时电表示数不变。若滑动变阻器断路，电压表无法与电源正极连通，示数为0，排除A选项。因此B正确。7.【答案】B【解析】本题考查串联电路的短路故障判断。L2变得更亮、电流表示数变大，说明电路是通路，且总电阻变小，因此故障为短路（断路会导致电路无电流，两灯都不亮，排除A、C选项）。L1熄灭、L2变亮，说明被短路的是L1：L1短路后，电路总电阻变为L2的电阻，总电阻变小，根据欧姆定律，电路电流变大，因此电流表示数变大；L2两端电压变为电源电压，实际功率变大，因此L2变亮。若L2短路，L2会熄灭，L1变亮，与现象不符，排除D选项。因此B正确。8.【答案】C【解析】本题考查串联电路的多处故障判断，需结合导线检测法分析。闭合开关后两灯均不发光、电流表无示数，说明电路存在断路（若为短路，电路有电流，电流表有示数，至少一个灯可能发光），排除D选项。用导线并联在L1两端，L2仍不发光、电流表仍无示数，说明电路仍处于断路状态，因此L2也存在断路（若L2完好，导线接通L1后电路形成通路，电流表有示数，L2会发光），排除A、B选项（A中L2短路，导线并联L1后电路为通路，电流表有示数；B中L2断路，导线并联L2后电路形成通路，L1会发光，电流表有示数，均与题目现象不符）。将导线并联在L2两端，L1仍不发光、电流表仍无示数，进一步验证L1也存在断路，因此故障为L1、L2均断路，C正确。9.【答案】B【解析】本题考查串联电路的短路故障判断与电功率计算，需先结合串联电路特点判断正常发光的灯泡。第一步，计算两灯的电阻：根据欧姆定律R=U/I，L1的电阻R1=U1额/I1额=3V/0.3A=10Ω；L2的电阻R2=U2额/I2额=4V/0.2A=20Ω。第二步，判断正常发光的灯泡：两灯串联时电流处处相等，因此电路的最大电流为较小的额定电流，即0.2A（若电流为0.3A，L2的实际电压会超过额定电压，烧坏灯泡）。此时L2的实际电压等于额定电压4V，正常发光；L1的实际电压U1实=I×R1=0.2A×10Ω=2V<3V，因此发光较暗，总电压U总=U1实+U2实=2V+4V=6V，与电源电压一致，符合题意。第三步，判断故障类型：发光较暗的L1突然熄灭，L2变得更亮，电流表仍有示数，说明电路仍为通路，因此故障为短路（断路会导致电路无电流，两灯都熄灭，排除A、C选项）。若L2短路，L2会熄灭，L1变亮，与现象不符，排除D选项；因此故障为L1短路，此时电路总电阻为R2=20Ω。第四步，计算总功率：根据P=U²/R，电路总功率P=U总²/R2=(6V)²/20Ω=1.8W。因此B正确。10.【答案】D【解析】本题考查家庭电路中电流过大的原因。空气开关跳闸的本质是干路电流超过额定电流，原因包括总功率过大和短路两类。A选项：多个大功率用电器同时工作，总功率过大，根据P=UI，干路电流会超过额定值，可能导致跳闸。B、C选项：插座内部或台灯插头内部火线零线直接接触，属于短路，电路总电阻极小，电流急剧增大，会导致跳闸。D选项：灯丝烧断属于断路，会导致该支路电流消失，干路电流减小，不可能引发空气开关跳闸。因此D符合题意。11.【答案】B【解析】本题考查并联电路的短路故障特点与生活情境应用。A选项错误：并联电路中支路断路不影响其他支路工作，若只是手机支路断路，另一部手机会继续充电，与题目现象不符。B选项正确：并联电路中一条支路短路，会造成整个电源短路，干路电流急剧增大，触发充电宝的过流保护电路，切断输出，因此两部手机都停止充电；且手机短路时大电流会损坏内部元件，出现冒烟现象，与题目描述一致。C、D选项错误：题目明确说明故障发生在手机或充电宝保护电路之前，若充电宝内部断路或短路，与手机冒烟的现象无直接关联，且不符合“其中一部手机突然冒烟”的故障诱因描述。12.【答案】A【解析】本题考查用电压表逐点检测串联电路故障的方法。电压表接电源两端有示数，说明电源完好，故障出现在外电路。电压表接开关两端有示数，说明开关的两个接线柱能分别与电源正、负极连通，即开关以外的L1、L2、电流表均完好，故障为开关断路。电压表接L1、L2两端示数均为0，说明这两个位置的至少一端无法与电源连通，进一步验证故障出现在开关位置（开关断路后，L1、L2均无法与电源正极连通，因此两端无电压）。B选项L1断路时，电压表接L1两端会有示数（通过L2、电流表与负极连通），与现象不符；C选项L2断路时，电压表接L2两端会有示数，与现象不符；D选项电流表短路时，电路为通路，两灯发光，与现象不符。因此A正确。二、填空题13.【答案】电源短路；欧姆；断路【解析】直接用导线连接电源正负极的状态为电源短路，根据欧姆定律I=U/R，电源电压不变时，短路的极小电阻会导致电流极大；电路某处断开的状态为断路，断路时无持续电流。14.【答案】不发光；6【解析】串联电路中一处断路会导致整个电路断开，因此L2不发光；L1断路时，电压表并联在L1两端相当于串联在电路中，由于电压表内阻极大，电路电流几乎为0，电压表示数接近电源电压6V。15.【答案】发光；0.3；不发光；变大【解析】并联电路各支路独立工作，L1支路断路时，L2支路仍与电源形成通路，因此L2发光；干路电流等于L2的电流，I=U/R2=6V/20Ω=0.3A。L1支路短路时，会造成电源短路，L2被短路，两端电压为0，因此不发光；此时电路总电阻极小，干路电流会急剧变大。16.【答案】零线断路；火线断路【解析】测电笔氖管发光说明接触点与火线连通。两个接线柱均发光，说明两端都通过导线与火线连通，故障为零线断路（零线断开后，无法形成回路，灯座右端通过灯泡、开关接火线）。两个接线柱均不发光，说明两端都未与火线连通，故障为火线断路。若为灯泡灯丝断了，灯座的一个接线柱接火线（氖管发光），另一个接零线（氖管不发光），不符合题意。17.【答案】小灯泡断路；小灯泡短路【解析】电流表无示数、电压表有示数且接近电源电压，是小灯泡断路的典型特征：此时电压表串联在电路中，由于内阻极大，电路电流几乎为0，电压表示数接近电源电压。电流表有示数、电压表无示数，说明电路为通路，但小灯泡两端电压为0，故障为小灯泡短路，电压表被短路因此无示数。18.【答案】0.2；0.3；6【解析】串联电路总电阻R总=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω，闭合开关后的电流I=U/R总=6V/30Ω=0.2A。用导线并联在R1两端后，R1被短路，电路总电阻为R2=20Ω，此时电流I'=U/R2=6V/20Ω=0.3A；R2两端电压等于电源电压，即6V。三、实验探究题19.【答案】（1）断开；阻值最大（或滑动变阻器接入电路的电阻最大）（2）①连接电路时开关未断开；②滑动变阻器的滑片未移到阻值最大处（或滑动变阻器接入了上面两个接线柱，接入电阻为0）（3）小灯泡断路；小灯泡仍不发光，电压表示数仍接近4.5V（或电流表仍无示数）（4）滑动变阻器接入了下面两个接线柱（或滑动变阻器全部电阻接入电路且无法调节）；滑动变阻器接入了上面两个接线柱（或滑动变阻器短路，接入电阻为0）【解析】（1）连接电路时开关断开、滑片移到最大阻值处，是电路连接的基本规范，目的是防止电流过大损坏电路元件。（2）连接完最后一根导线灯泡立即发光，说明连接电路过程中开关未断开；灯泡发出强光随即熄灭，说明电流过大烧断灯丝，原因是滑动变阻器接入电阻过小，可能是滑片未移到最大阻值处，也可能是滑动变阻器接了上面两个接线柱，接入电阻为0。（3）小灯泡不亮、电流表无示数、电压表示数接近电源电压，符合小灯泡断路的特征。若用导线并联在滑动变阻器两端，由于故障是小灯泡断路，电路仍处于断开状态，因此会观察到小灯泡仍不发光、电流表无示数、电压表示数仍接近4.5V，可验证故障判断。（4）小灯泡发光较暗、电流表有示数，说明电路通路但电阻较大；移动滑片电表示数不变，说明滑动变阻器接入阻值无法改变，原因是接了下面两个接线柱，全部电阻接入电路且阻值最大，因此灯泡两端电压始终低于额定值。小灯泡发光很亮、电压表示数等于电源电压，说明滑动变阻器接入电阻为0，原因是接了上面两个接线柱，或滑动变阻器本身短路，移动滑片无法改变阻值。20.【答案】（1）发光；发光（2）零线；断开开关后，灯泡仍与火线连通，更换或维修灯泡时易发生触电事故（3）进户零线断路；不发光（4）发光；短路导致干路保险丝熔断，插座左孔通过电炉、照明灯与火线连通；4.2【解析】（1）开关接在火线上，闭合开关后，开关左右两端均与火线连通，因此测电笔接触两个接线柱时氖管均发光。（2）断开开关后灯座仍有一个接线柱能使氖管发光，说明开关接在了零线上：断开开关后，灯泡的一端仍通过导线与火线连通，更换或接触灯泡时易发生触电事故，不符合安全用电规范。（3）插座两个孔都能使氖管发光，说明两个孔都与火线连通，故障为进户零线断路；此