内容正文:
专题16 电路故障分析
(试题分值:100分 测试时间:70分钟)
一、单选题(本题包括10小题,每小题2分,共20分.每小题只有一个正确答案)
1、(2024·湖南·一模)如图所示,闭合开关S,两灯都不亮,当用一根导线分别连接a、b点,c、d接线柱时,两灯都不亮;连接e、f接线柱时,只有一只灯泡发光。则电路故障可能是( )
A.灯泡L1断路 B.灯泡L2断路
C.灯泡L2短路 D.开关S断路
2、(2024·山东威海·一模)如图所示,闭合开关,发现亮、不亮,电流表和电压表都有示数,则原因可能是( )
A.短路 B.断路
C.的电阻太大 D.的实际功率远小于其额定功率
3、(2024·安徽合肥·一模)如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作,可是过了一会儿,电流表的示数变大,电压表示数变小。则下列对该电路故障分析正确的是( )
A.电阻R断路 B.电阻R被短路
C.灯泡L可能断路 D.灯泡L可能短路
4、(2024·四川绵阳·模拟预测)如图所示的电路中,电源电压恒定,闭合开关S,小灯泡、两电压表均正常工作。一段时间后,发现灯泡变的更亮,则下列分析正确的是( )
A.电阻R可能断路 B.电阻R可能短路
C.、两表示数均变大 D.的示数变小、的示数变大
5、(2024·四川南充·二模)如图,闭合开关后,各元件均正常工作,一段时间后,电流表示数变大,电压表示数变大,则可能发生的故障是( )
A.R短路 B.R断路 C.L短路 D.L断路
6、(2024·安徽·三模)如图所示电路,闭合开关S后,小灯泡、都不发光,用电压表接A、B两点时有示数,接B、C两点时无示数。若电路中只有一处故障,则产生上述现象的原因可能是( )
A.小灯泡的灯丝断了 B.小灯泡的灯丝断了
C.开关S处发生断路 D.滑动变阻器R发生短路
7、(2024·安徽合肥·三模)如图所示电路,导线完好,闭合开关,灯泡不亮且两表均无示数,拆下ad之间的电压表,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.变阻器断路 B.开关断路 C.灯泡短路 D.电流表断路
8、(2024·山东泰安·三模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关电路正常工作,一段时间后,发现电路中只有一个电表的示数突然变大,电阻R或L有一处发生故障,其他元件仍保持完好。下列说法正确的是( )
①可能是电阻R短路
②可能是灯L短路
③可能是电阻R断路
④可能是灯L断路
A.只有①②正确 B.只有②③正确
C.只有③④正确 D.只有②④正确
9、(2024·山东泰安·一模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作。一段时间后,灯泡L突然熄灭,电路中只有一个电表示数变小。电阻R或灯泡L仅有一个出现了故障,其它元件均完好。下列说法中正确的是( )
①可能灯泡L断路 ②可能灯泡L短路 ③可能电阻R断路 ④可能电阻R短路
A.只有①②正确 B.只有③④正确
C.只有①③正确 D.只有①②③正确
10、(2024·山东泰安·二模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作,a、b、c、d为电路中的四个点。一段时间后,两灯中有一灯熄灭,三个电表中有两个电表的示数变小,则( )
A.一定是电压表V的示数不变,原因是a、b之间断路的
B.一定是电压表V的示数不变,原因是a、c之间断路的
C.可能是电流表A2的示数不变,原因是a、b之间断路的
D.可能是电流表A1的示数不变,原因是b、d之间断路的
二、多选题(本题5小题,每题4分,共20分,每题有两个及以上正确答案)
11、(2024·山东烟台·中考真题)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关后发现电压表无示数,假设电路中只有一个元件发生故障,则故障的原因可能是( )
A.灯泡短路 B.灯泡短路 C.灯泡断路 D.灯泡断路
12、(2024·山东济南·二模)如图所示电路,当开关S闭合时,发现电压表V1 、V2的示数相同,则故障原因可能是( )
A. R1短路 B. R1开路
C. R1、R2均开路 D. R2开路
13、(2024·湖南·三模)如图,小郡同学在做“组成串联电路”的实验时,电路连好后,闭合开关,两灯均不亮,经检查,电路连接无误,老师告诉她是其中有一个小灯泡坏了,下面哪些种方法能够检测出坏灯泡( )
A.用一根导线分别与两个灯泡并联
B.用一个电流表分别串联在图中的a、b、c三点
C.用一个电压表分别与两个灯泡并联
D.用一个小灯泡分别与两个灯泡串联
14、(2024·天津河西·一模)如图所示,闭合开关S,两灯均不发光且电流表、电压表示数均为零。现将两灯泡位置互换后,再次闭合开关S,电流表示数仍为零,电压表指针明显偏转。根据以上信息判断该电路故障可能为( )
A.断路、断路 B.断路、通路
C.断路、短路 D.短路、断路
15、(2024·辽宁鞍山·模拟预测)如图所示,电路中有两个电阻、,其中一个发生了断路故障,其它元件均完好,电源电压为3V。小明想判断出哪个电阻发生了故障,下列做法可行的是( )
A.闭合开关S,将电流表接入A点位置
B.闭合开关S,将电流表接入在AB之间
C.闭合开关S,将电压表接入AD点位置
D.断开开关S,将电压表接入在BE之间
三、填空题(本题8小题,每空1分,共20分)
16、(2024·广西崇左·三模)如图所示的“模拟调光灯”。选用铅笔芯的原因是铅笔芯是 体,闭合开关后,小灯泡始终都不亮,且将电压表连接在A、B两端时电压表示数为3V,则故障应是小灯泡 (选填“断路”或“短路”)了。
17、(2024·江西·二模)如图所示电路,开关S闭合后,当滑片P向右端滑动时,电压表的示数与电流表示数的比值是 (选填“变大”“变小”或“不变”)。滑片P在适当位置不移动,一段时间后,两电表示数都变大,则故障可能是 。
18、(2024·上海松江·三模)如图所示,电源电压恒为3V,闭合开关后只有一盏灯亮,若用电压表先后测得ac和ab两端的电压均为3V,则故障可能是 ,若用电压表先后测得 和 两端的电压均为3V,则故障可能是L1短路。
19、(2024·福建福州·三模)如图所示的电路,电源电压恒定。闭合开关S,电流表指针不发生偏转,电路中仅有一处故障,且只发生在或上。小文在 两点间并联一个检测小灯,连接好后闭合开关S,观察到电流表示数为0,检测小灯不发光,则故障为 。
20、(2024·江苏扬州·三模)小明将小灯泡和一定值电阻串联到电源(2节新干电池)两端,闭合开关后发现小灯泡突然熄灭。如果是灯泡L或R出现故障,他进行了如下操作并作出思维导图,请将小明分析的故障情况补充在空格处:(1) ;(2) ;(3) 。
21、(2024·广东阳江·一模)如题图所示的电路,闭合开关S后,灯泡、的连接方式是 (选填“串联”或“并联”);已知电源电压为3V,电压表的示数为1.2V,则灯泡两端的电压为 V。闭合开关S后,两灯均发光,两电表均有示数,过一会儿由于某个灯泡发生故障而熄灭,电流表有示数,电压表示数为零,则故障原因是灯泡 。
22、(2024·上海·模拟预测)如图所示电路中,灯L1、L2完全相同,电源电压为6伏,开关S闭合后,灯L1亮,L2不亮,电压表和电流表示数均不为零,由此可以做出判断:灯L2处 (选填“断路”、“短路”或“完好或断路”),在原电路的基础上,只改动一处连接,就可以判断灯L2的状况,请简述你采用的方法 ,写出电压表的示数情况及对应的灯L2的状况 。
23、(2024·广东广州·一模)在2024年广州市中考物理实验操作模拟考试时,小芳按图示电路图正确连接电路,电阻R标有“15Ω”,滑动变阻器R标有“20Ω,2A”。闭合开关S后,小芳想通过调节滑动变阻器使电压表示数为2.50V,但电压表示数始终接近4.5V不变。小芳认为故障原因是R被短路,该说法是否正确?
若正确,写出理由;若不正确,分析出现该实验现象的原因并写出分析过程 。
四、实验题(本题4小题,每空1分,共26分)
24、(8分)(2024·山东滨州·二模)实验小组在“探究电流与电压和电阻的关系”实验中,选用器材如下:电压为3V的电源,阻值为0~20Ω的滑动变阻器、电流表、电压表、开关,阻值为5Ω、10Ω、20Ω、30Ω的定值电阻各一个,导线若干。
(1)连接电路时,开关应 ,实验前,应将滑动变阻器的滑片调至 端(选填“A”或“B”)。
(2)试触时,发现电流表无示数,电压表有示数,则电路故障可能是 。
(3)在探究电流与电压的关系时:
①多次改变滑片的位置,测出了多组实验数据,记录表格如下;当电压表示数为2.8V时,电流表的示数如图乙所示为 A.
电压U/V
1.0
1.4
2.0
2.8
电流I/A
0.10
0.14
0.20
②分析表格中的数据得出结论:当电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成 。
③不能用小灯泡代替定值电阻做上述实验,原因是 。
(4)在探究电流与电阻的关系时:
①保持定值电阻两端电压1.5V不变,将5Ω电阻换成10Ω电阻,需要将滑动变阻器滑片向 (选填“A”或“B”)端滑动。
②将20Ω电阻换成30Ω电阻时,无论怎样移动滑片,都无法使电压表示数达到1.5V,原因是滑动变阻器的最大阻值 。(选填“过大”或“过小”)
25、(7分)(2024·山东德州·中考真题)探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)、定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω)、开关一个、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整,要求:滑片P向右移动时电压表示数变大,导线不交叉。
(2)连接好电路,将电源电压调至4.5V,滑动变阻器阻值调到最大,闭合开关S,移动滑片P,发现电流表无示数,电压表示数始终接近电源电压,导致这一现象的原因可能是_________(填序号)。
A.滑动变阻器断路 B.定值电阻R断路 C.定值电阻R短路
(3)排除故障后利用前四个定值电阻进行实验,图乙是根据实验数据得到的I-R图像:
①其中阴影部分面积表示的物理量是 ,其值为 ;
②由实验图像可得出结论:在电压一定时, 。
(4)实验时更换为50Ω的定值电阻后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能使电压表示数达到原来的数值,为了能完成这次实验,下列措施可行的是_________(填序号)。
A.调高电源电压
B.将电压表改接到滑动变阻器两端
C.在电源和开关之间串联一个15Ω的电阻
(5)实验结束后,该小组用电压表和一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器,测量未知电阻Rx的阻值。他们设计了如图丙所示电路图,实验操作如下:
①将滑动变阻器滑片P移到最右端,闭合开关S,此时电压表的示数为U1;
②将滑动变阻器滑片P移到最左端,此时电压表的示数为U2;
③则Rx= (用R0、U1、U2表示)。
26、(6分)(2024·广东深圳·模拟预测)某同学家里购买了一只标有“12V”LED灯泡,它可以根据人们的需求变换出不同颜色,该同学十分好奇,进行了该灯泡额定电功率的测量。电源电压为15V,滑动变阻器的规格为“30,1A”。
(1)请帮助该同学根据电路图a,连接实物图b ;
(2)闭合开关后,该同学发现两只电表的示数均为0,这可能是因为 ;
(3)当滑动变阻器的滑片在某位置时,电压表的示数为8V,此时滑动变阻器的滑片应该向 (“左”或“右”)滑动。
(4)当电压表的示数为12V时,电流表的示数如图c所示,是 ,该LED灯泡的额定功率为 。
(5)该同学查阅LED灯变色的相关资料,了解到LED灯泡内部存在很多基于红(R)、绿(G)、蓝(B)三种基色的LED。这三种颜色的LED通过不同的组合和亮度调节,可以产生多种颜色,具体情况如图表d。假设LED灯泡中共有9个小型LED灯,红(R)、绿(G)、蓝(B)三种基色各三个。每个小型LED灯的规格相同,电阻均为R。为达到最佳发光效果,每个基色的所有灯同时工作或熄灭。现将灯泡接在电压为U的电源两端,当灯泡发出白光时,该LED灯的实际功率为 (用已知字母表示,忽略温度对电阻的影响)
27、(5分)(2024·山东济南·三模)将几十个小彩灯串联后接在家庭电路中,当其中一只小彩灯的灯丝烧断后,彩灯带中其它小彩灯不会熄灭,其原因是小彩灯内有一根表面涂有绝缘物质的细金属丝与灯丝并联,如图甲所示。当灯丝正常发光时,细金属丝与导电支架不导通;当灯丝烧断时,如果灯两端的电压高于一个定值U0,绝缘物质会被击穿,细金属丝与导电支架瞬间导通,使其它小彩灯仍能发光。为了研究小彩灯的这一结构,小阳找来一个彩灯串,观察发现每只小彩灯的额定电压均为5V。
(1)小阳找来的这种规格小彩灯,接入电压为220V的家庭电路中使用时,要保证每个小彩灯都能正常发光,需要用 个小彩灯组成一个串联电路。
(2)将乙图的实物图补充完整,要求:滑动变阻器的滑片向右移动时电流变小
(3)小阳用一个小彩灯连入如图乙所示的电路中,通过正确操作将测得的实验数据及观察到的现象记录在下表中。
U/V
0.5
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.5
I/A
0.06
0.10
0.12
0.18
0.20
0.22
0
亮度
不亮
微红
亮度逐渐增大
不亮
①小彩灯正常发光时的电阻为 Ω。
②通过表格数据分析小彩灯发光时,流经灯丝的电流与两端的电压的关系,可得结论: 。
③根据数据发现当电压U=7.5V时小灯不发光,说明此时 。
A.小彩灯灯丝烧断,但细金属丝表面的绝缘物质并没有被击穿
B.小彩灯灯丝烧断,且细金属丝表面的绝缘物质已被击穿
C. 因为小彩灯两端电压低于额定电压,所以不亮
D.小彩灯绝缘物质被击穿时两端的电压U0应该高于7.5V且小于220V
五、综合题(本题3小题,共14分)
28、(6分)(2024·上海徐汇·一模)在如图所示的电路中,电源电压为U且保持不变,灯L阻值为R0,电阻R1的阻值为2R0。闭合开关S,灯L不亮,电流表A示数为零。若电路中只有一处故障,且只发生在灯L或电阻R1处。为确定故障,同学们商量了如下方案:
A.将导线并联在bc两点间
B.将电压表V并联在ac两点间
C. 将电压表V并联在ab两点间
①可行的方案有 ;
②若选择方案 ,按方案接入所选器材后,闭合开关S,写出灯L的亮暗情况、电表的示数及其对应的故障: 。
29、(2分)(2024·上海闵行·一模)在图所示的电路中,电阻R1的阻值为R0,闭合开关S,电流表示数为I0。一段时间后,由于电路中某个电阻发生故障,观察到电流表示数变化0.5 I0。已知发生故障前后电源电压保持不变。
①电路中的故障可能是 ;
②请写出发生故障后两电表示数及对应的故障。 。
30、(6分)(2024·云南昆明·一模)热敏电阻温度计是一种可测量体温和室温的温度计,常用于制作电子体温计和实验室数字温度计。热爱科学探究的小红在物理实验室用两节新干电池、热敏电阻(阻值约在100~3000Ω)、电压表和微安表模拟一个“热敏电阻温度计”,连接了如图甲所示的电路。
(1)图甲是小红连接好的电路,该电路的错误之处: ;
(2)正确连接电路并闭合开关后,微安表无示数,电压表示数接近电源电压,则故障可能: ;
(3)排除电路故障后,改变热敏电阻罩内的温度,小红发现电压表的示数(选填“有”或“无”)明显的变化,她应该 ;
(4)小红查阅资料后记录热敏电阻阻值随温度的变化数据如下表,根据表中的数据在图乙中描出了部分点,请你将剩余的点描出并绘制热敏电阻阻值随温度变化的图像 ;
序号
1
2
3
4
5
6
温度/℃
-5
0
15
20
30
50
阻值/Ω
1300
1000
600
500
300
100
(5)小红在图甲电路中接入一个R0=500Ω的定值电阻,若要通过电压表的示数来表示温度,她应将20°C温度值标在电压表的 V刻度线处,此时热敏电阻的功率是 W。
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专题16 电路故障分析
(试题分值:100分 测试时间:70分钟)
一、单选题(本题包括10小题,每小题2分,共20分.每小题只有一个正确答案)
1、(2024·湖南·一模)如图所示,闭合开关S,两灯都不亮,当用一根导线分别连接a、b点,c、d接线柱时,两灯都不亮;连接e、f接线柱时,只有一只灯泡发光。则电路故障可能是( )
A.灯泡L1断路 B.灯泡L2断路
C.灯泡L2短路 D.开关S断路
【答案】B
【详解】由电路图可知,两灯泡串联,闭合开关,两灯均不亮,说明电路中某处断路,或两灯均短路。用一段导线的两端连接a、b点,c、d接线柱时,两灯都不亮,说明此时电路仍是断路。当导线连接e、f接线柱时,只有一只灯泡发光,此时导线代替了灯L2,L2一定不发光,所以此时一定是灯泡L1发光,则L1灯丝完好,此时电路处于通路状态,说明开关也没有问题,由此说明该电路的故障是由于灯泡L2断路造成的。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2、(2024·山东威海·一模)如图所示,闭合开关,发现亮、不亮,电流表和电压表都有示数,则原因可能是( )
A.短路 B.断路
C.的电阻太大 D.的实际功率远小于其额定功率
【答案】D
【详解】闭合开关,发现L1亮,灯L2不亮,并且电流表有示数,说明电路为通路,灯L2不亮,可能是L2短路或L2的实际功率太小,由于电压表测L2两端电压且有示数,说明不是L2短路,是因为L2的实际功率太小,即的实际功率远小于其额定功率,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
3、(2024·安徽合肥·一模)如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作,可是过了一会儿,电流表的示数变大,电压表示数变小。则下列对该电路故障分析正确的是( )
A.电阻R断路 B.电阻R被短路
C.灯泡L可能断路 D.灯泡L可能短路
【答案】B
【详解】由电路图知,灯泡与电阻R串联,电压表测量R两端的电压,电流表测量电路中的电流; 电流表的示数变大,说明电路中总电阻减小,存在短路故障,电压表的示数变小,说明与电压表并联的电阻R短路;若断路,电流表没有示数;若灯L短路了,则灯泡两端电压为0,电阻R的电压增大,电压表的示数变大,故ACD错误,B正确。
故选B。
4、(2024·四川绵阳·模拟预测)如图所示的电路中,电源电压恒定,闭合开关S,小灯泡、两电压表均正常工作。一段时间后,发现灯泡变的更亮,则下列分析正确的是( )
A.电阻R可能断路 B.电阻R可能短路
C.、两表示数均变大 D.的示数变小、的示数变大
【答案】B
【详解】A.由电路图可知,电阻R与小灯泡L串联,如果电阻R断路,那么整个电路就会断开,灯泡不会发光,故A错误;
B.如果电阻R短路,那么电阻R就相当于一根导线,没有电阻,灯泡相当于直接接在电源两端,电压变大,灯泡会变得更亮,故B正确;
CD.电路图可知,电压表V1并联在小灯泡L两端,测量小灯泡两端的电压,由于灯泡变亮,则V1的示数变大;电压表V2并联在电源两端,测量电源电压由于电源电压恒定,得V2示数不变,故CD错误。
故选B。
5、(2024·四川南充·二模)如图,闭合开关后,各元件均正常工作,一段时间后,电流表示数变大,电压表示数变大,则可能发生的故障是( )
A.R短路 B.R断路 C.L短路 D.L断路
【答案】C
【详解】如图所示,定值电阻R和小灯泡L串联,电压表测定值电阻R两端电压,电流表测电路中电流。
A.若R短路,则电压表也短路,电压表无示数,电路总电阻变小,电流表示数变大,故A不符合题意;
B.若R断路,则电流表断路,电流表无示数,电压表串联在了电路中,测量电源电压,电压表示数变大,故B不符合题意;
C.若L短路,则电压表测电源电压,电压表示数变大,电路总电阻变小,电流表示数变大,故C符合题意;
D.若L断路,则整个电路断路,电流表、电压表均无示数,故D不符合题意。
故选C。
6、(2024·安徽·三模)如图所示电路,闭合开关S后,小灯泡、都不发光,用电压表接A、B两点时有示数,接B、C两点时无示数。若电路中只有一处故障,则产生上述现象的原因可能是( )
A.小灯泡的灯丝断了 B.小灯泡的灯丝断了
C.开关S处发生断路 D.滑动变阻器R发生短路
【答案】A
【详解】AB.闭合开关S,小灯泡、都不发光,说明电路发生了断路现象,用电压表接A、B两点时有示数,说明A、B两点之外电路为通路,接B、C两点时无示数,而且电路中只有一处故障,说明小灯泡的灯丝断了,故A符合题意,B不符合题意;
C.若开关S处发生断路,用电压表接A、B两点和B、C两点都没有示数,故C不符合题意;
D.若滑动变阻器R发生短路,电路仍为通路,灯都会亮且用电压表接A、B两点和B、C两点都有示数,故D不符合题意。
故选A。
7、(2024·安徽合肥·三模)如图所示电路,导线完好,闭合开关,灯泡不亮且两表均无示数,拆下ad之间的电压表,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.变阻器断路 B.开关断路 C.灯泡短路 D.电流表断路
【答案】B
【详解】A.如果变阻器断路,拆下ad之间的电压表,接a、b两点时,电压表串到电路中,应测电源电压有示数,故A不符合题意;
B.如果开关断路,电压表接a、b两点和b、d两点时,没有电流通过电压表,电压表均无示数,接c、d两点时,电压表串到电路中,测电源电压有示数,故B符合题意;
C.如果灯泡短路,那么灯泡不能发光,电流表有示数,故C不符合题意;
D.如果电流表断路,电压表接c、d两点时,电压表无示数,故D不符合题意。
故选B。
8、(2024·山东泰安·三模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关电路正常工作,一段时间后,发现电路中只有一个电表的示数突然变大,电阻R或L有一处发生故障,其他元件仍保持完好。下列说法正确的是( )
①可能是电阻R短路
②可能是灯L短路
③可能是电阻R断路
④可能是灯L断路
A.只有①②正确 B.只有②③正确
C.只有③④正确 D.只有②④正确
【答案】D
【详解】分析电路可知,灯泡L与电阻R串联,电压表测灯泡L两端电压。
①电阻R短路将造成的结果,电压表和电流表示数均增大;
②灯L短路将造成电流表示数增大,但电压表被短路示数几乎减小到0;
③电阻R断路将造成断路,电流表和电压表示数均减小为0;
④灯L断路,电流表示数减小为0,电压表直接与电阻串联接在电源两端,相当于测电源电压,示数增大。
综上只有②④正确,故ABC不符合要求,D符合要求。
故选D。
9、(2024·山东泰安·一模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作。一段时间后,灯泡L突然熄灭,电路中只有一个电表示数变小。电阻R或灯泡L仅有一个出现了故障,其它元件均完好。下列说法中正确的是( )
①可能灯泡L断路 ②可能灯泡L短路 ③可能电阻R断路 ④可能电阻R短路
A.只有①②正确 B.只有③④正确
C.只有①③正确 D.只有①②③正确
【答案】A
【详解】电路正常工作时,R与灯泡L串联,电流表测量电路中的电流,电压表V测L两端的电压。
①若灯泡L断路,电路中无电流,电流表示数变为0,即电流表示数变小,电压表测量电源电压,电压表示数变大,故①正确;
②若灯泡L短路,电路中阻值变小,根据可知,电路中电流变大,即电流表示数变大,电压表V示数为0,电压表示数变小,故②正确;
③若电阻R断路,电路中无电流,电流表示数变为0,即电流表示数变小,电压表V与电源两极之间是断开的,没有示数,即电压表示数变小,故③错误;
④若电阻R短路,电路中阻值变小,根据可知,电路中电流变大,即电流表示数变大,电压表测量电源电压,电压表示数变大,故④错误。
综上所述,故A正确,BCD错误。
故选A。
10、(2024·山东泰安·二模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作,a、b、c、d为电路中的四个点。一段时间后,两灯中有一灯熄灭,三个电表中有两个电表的示数变小,则( )
A.一定是电压表V的示数不变,原因是a、b之间断路的
B.一定是电压表V的示数不变,原因是a、c之间断路的
C.可能是电流表A2的示数不变,原因是a、b之间断路的
D.可能是电流表A1的示数不变,原因是b、d之间断路的
【答案】C
【详解】如图所示为并联电路,电流表A1测干路电流,电流表A2测L2支路电流,因为并联电路中只允许发生断路,所以有一灯熄灭,则熄灭的灯发生断路,若a、b之间断路,则L1熄灭,电压表V的示数变为0,电流表A2的示数不变,电流表A1示数变小;若是a、c之间断路,则电压表V示数不变,电流表A2无示数,电流表A1示数变小;若是b、d之间断路,则电压表V示数不变,电流表A2的示数不变,电流表A1示数变小。
故选C。
二、多选题(本题5小题,每题4分,共20分,每题有两个及以上正确答案)
11、(2024·山东烟台·中考真题)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关后发现电压表无示数,假设电路中只有一个元件发生故障,则故障的原因可能是( )
A.灯泡短路 B.灯泡短路 C.灯泡断路 D.灯泡断路
【答案】AD
【详解】根据题意可知,电压表无示数,一是电压表并联部分短路,即灯泡短路,二是电压表两接线柱到电源两极中间某处断路,即灯泡断路,故AD符合题意,BC不符合题意。
故选AD。
12、(2024·山东济南·二模)如图所示电路,当开关S闭合时,发现电压表V1 、V2的示数相同,则故障原因可能是( )
A. R1短路 B. R1开路
C. R1、R2均开路 D. R2开路
【答案】AD
【详解】A.当R1短路,开关S闭合时,电压表V1可测电源两端的电压,电压表V2测电源两端的电压,电压表V1 、V2的示数相同,故A符合题意;
B.当R1开路,开关S闭合时, R1、R2均未接入电路中,电路中只有电压表V2,电压表V2测电源两端的电压,示数不为0 V,电压表V1所在电路为开路,无电流通过,示数为0V,电压表V1 、V2的示数不相同,故B不符合题意;
C.当R1、R2均开路,开关S闭合时,R1、R2均未接入电路中,电路中只有电压表V2,电压表V2测电源两端的电压,示数不为0 V,电压表V1所在电路为开路,无电流通过,示数为0V,电压表V1 、V2的示数不相同,故C不符合题意;
D.当R2开路,开关S闭合时,电压表V1与R1串联,电压表V1示数为电源两端的电压,电压表V2测电源两端的电压,电压表V1 、V2的示数相同,故D符合题意。
故选AD。
13、(2024·湖南·三模)如图,小郡同学在做“组成串联电路”的实验时,电路连好后,闭合开关,两灯均不亮,经检查,电路连接无误,老师告诉她是其中有一个小灯泡坏了,下面哪些种方法能够检测出坏灯泡( )
A.用一根导线分别与两个灯泡并联
B.用一个电流表分别串联在图中的a、b、c三点
C.用一个电压表分别与两个灯泡并联
D.用一个小灯泡分别与两个灯泡串联
【答案】AC
【详解】闭合开关,两灯均不亮,经检查,电路连接无误,老师告诉她是其中有一个小灯泡坏了,这说明小灯泡发生了断路。
A.用一根导线分别与两个灯泡并联,则断路的地方会接通,另一个灯泡会发光,故A符合题意;
B.用一个电流表分别串联在图中的a、b、c三点,电流表相当于导线,串联时对电路无影响,无法测出故障,故B不符合题意;
C.用一个电压表分别与两个灯泡并联,其中一个灯泡断路时,并联在断路的灯泡两端时,电压表会有示数,能测出故障,故C符合题意;
D.用一个小灯泡分别与两个灯泡串联,因为发生的是断路,则该小灯泡均不亮,不能测出故障,故D不符合题意。
故选AC。
14、(2024·天津河西·一模)如图所示,闭合开关S,两灯均不发光且电流表、电压表示数均为零。现将两灯泡位置互换后,再次闭合开关S,电流表示数仍为零,电压表指针明显偏转。根据以上信息判断该电路故障可能为( )
A.断路、断路 B.断路、通路
C.断路、短路 D.短路、断路
【答案】BC
【详解】如图所示的串联电路中,电流表无示数,说明电路发生断路,电压表示数均为零,则确定灯泡L2以外的电路发生断路,将两灯泡位置互换后,再次闭合开关S,电流表示数仍为零,确定是灯泡L1断路,导致电压表测电源电压,灯泡L2可能是短路或通路,故BC符合题意,AD不符合题意。
故选BC。
15、(2024·辽宁鞍山·模拟预测)如图所示,电路中有两个电阻、,其中一个发生了断路故障,其它元件均完好,电源电压为3V。小明想判断出哪个电阻发生了故障,下列做法可行的是( )
A.闭合开关S,将电流表接入A点位置
B.闭合开关S,将电流表接入在AB之间
C.闭合开关S,将电压表接入AD点位置
D.断开开关S,将电压表接入在BE之间
【答案】BD
【详解】A.闭合开关S,将电流表接入A点位置,电流表没有示数,无法判断哪个电阻故障,故A不符合题意;
B.闭合开关S,将电流表接入在AB之间,若电流表有示数,则R1断路,若电流表没有示数,则R2断路,故B符合题意;
C.闭合开关S,将电压表接入AD点位置,电压表有示数,测量电源电压,无法判断哪个电阻故障,故C不符合题意;
D.断开开关S,将电压表接入在BE之间,若电压表有示数,则R2断路,若电压表没有示数,则R1断路,故D符合题意。
故选BD。
三、填空题(本题8小题,每空1分,共20分)
16、(2024·广西崇左·三模)如图所示的“模拟调光灯”。选用铅笔芯的原因是铅笔芯是 体,闭合开关后,小灯泡始终都不亮,且将电压表连接在A、B两端时电压表示数为3V,则故障应是小灯泡 (选填“断路”或“短路”)了。
【答案】 导 断路
【详解】[1]铅笔芯的主要成分是石墨,石墨是导体,所以铅笔芯也是导体。
[2]闭合开关后,小灯泡不亮,而将电压表接入A和B之间时,电压表示数为3V,接近电源电压,说明此时电压表、铅笔芯和电源串联,所以AB间断路,故障电路中的故障是小灯泡断路。
17、(2024·江西·二模)如图所示电路,开关S闭合后,当滑片P向右端滑动时,电压表的示数与电流表示数的比值是 (选填“变大”“变小”或“不变”)。滑片P在适当位置不移动,一段时间后,两电表示数都变大,则故障可能是 。
【答案】 不变 R2短路
【详解】[1]由图所示电路知道,小灯泡R1和R2的连接方式为串联,电压表测量R1两端的电压,电压表的示数与电流表示数的比值等于电阻R1的阻值,R1的阻值是不变的,所以比值不变。
[2]一段时间后,如果R1短路,电压表也被短路,示数变小,故不可能是R1短路;如果R2短路,电路电阻减小,电流增大,电流表示数增大;电压表测量电源电压示数增大,故R2短路有可能;如果R1或R2断路,整个电路断路,电流表示数减小为0,故不可能是电阻断路。
18、(2024·上海松江·三模)如图所示,电源电压恒为3V,闭合开关后只有一盏灯亮,若用电压表先后测得ac和ab两端的电压均为3V,则故障可能是 ,若用电压表先后测得 和 两端的电压均为3V,则故障可能是L1短路。
【答案】 L2短路 ac bc
【详解】[1]根据电路图可知,两个灯泡串联接入电路中;闭合开关后只有一盏灯亮,这说明电路出现了短路故障,用电压表先后测得ac和ab两端的电压均为3V,这说明L2两端电压为零,所以L2短路。
[2][3]若用电压表先后测得ac和bc两端的电压均为3V,说明L1两端电压为零,即L1短路。
19、(2024·福建福州·三模)如图所示的电路,电源电压恒定。闭合开关S,电流表指针不发生偏转,电路中仅有一处故障,且只发生在或上。小文在 两点间并联一个检测小灯,连接好后闭合开关S,观察到电流表示数为0,检测小灯不发光,则故障为 。
【答案】 MN R2断路
【详解】[1][2]闭合开关S,电流表指针不发生偏转,可能电路断路;
在MN两点间并联一个检测小灯L,闭合开关S,①如果R1断路,灯泡发光,电流表有示数;②如果R2断路,灯泡不发光,电流表没有示数;
若在NQ两点间并联一个检测小灯L,①如果R1断路,灯泡不发光,电流表没有示数;②如果R2断路,灯泡发光,电流表有示数。
20、(2024·江苏扬州·三模)小明将小灯泡和一定值电阻串联到电源(2节新干电池)两端,闭合开关后发现小灯泡突然熄灭。如果是灯泡L或R出现故障,他进行了如下操作并作出思维导图,请将小明分析的故障情况补充在空格处:(1) ;(2) ;(3) 。
【答案】 小灯泡短路 电阻R断路 小灯泡断路
【详解】[1]电阻R、小灯泡L和电流表串联,闭合开关后发现小灯泡突然熄灭,当电流表有示数时,说明有电流通过电流表,但无电流通过小灯泡,则说明小灯泡短路了。
[2]当电流表无示数,将电压表并联到小灯泡两端,电压表示数为0时,说明电路中无电流通过,电路中存在断路,判断得电阻R断路。
[3]电源由2节新干电池组成,电源电压为3V。当电流表无示数,将电压表并联到小灯泡两端,电压表示数为3V时,说明电压表串联接入电路,判断得小灯泡断路。
21、(2024·广东阳江·一模)如题图所示的电路,闭合开关S后,灯泡、的连接方式是 (选填“串联”或“并联”);已知电源电压为3V,电压表的示数为1.2V,则灯泡两端的电压为 V。闭合开关S后,两灯均发光,两电表均有示数,过一会儿由于某个灯泡发生故障而熄灭,电流表有示数,电压表示数为零,则故障原因是灯泡 。
【答案】 串联 1.8 短路
【详解】[1]由图可知,两灯依次连接,闭合开关S后,灯泡L1、L2的连接方式是串联。
[2]由图可知,电压表测量灯L2两端的电压,灯泡L1、L2串联,已知电源电压U=3V,电压表的示数为1.2V,即U2=1.2V,则灯泡L1两端的电压
U1=U-U2=3V-1.2V=1.8V[3]某个灯泡发生故障,电流表示有读数,说明电路出现了短路现象,电压表示数为零,说明电压表测的是导线两端的电压,所以故障是与电压表并联的灯泡L2短路。
22、(2024·上海·模拟预测)如图所示电路中,灯L1、L2完全相同,电源电压为6伏,开关S闭合后,灯L1亮,L2不亮,电压表和电流表示数均不为零,由此可以做出判断:灯L2处 (选填“断路”、“短路”或“完好或断路”),在原电路的基础上,只改动一处连接,就可以判断灯L2的状况,请简述你采用的方法 ,写出电压表的示数情况及对应的灯L2的状况 。
【答案】 完好或断路 去掉电流表A的一个接线柱 若电压表V的示数为零,则 L2 断路;若电压表V的示数为3V,说明L2完好
【详解】[1][2][3]由图可知,开关S闭合后,电流从电源正极流出到灯L1后,若灯L2处完好,但因电流表相当于导线,则灯L2被短路,所以灯L1亮,L2不亮,电压表和电流表示数均不为零;若灯L2处断路,电流从电流表流过后回到负极,形成回路,所以灯L1亮,L2不亮,电压表和电流表示数均不为零,所以去掉电流表A的一个接线柱就可以判断出灯L2的状况,若L2断路,则电路不能闭合形成回路,则电压表没有示数;若L2完好,因灯L1、L2完全相同,所以分到相同的电压,再根据串联分压的原理可算出L1分到的电压,即电压表的示数为
23、(2024·广东广州·一模)在2024年广州市中考物理实验操作模拟考试时,小芳按图示电路图正确连接电路,电阻R标有“15Ω”,滑动变阻器R标有“20Ω,2A”。闭合开关S后,小芳想通过调节滑动变阻器使电压表示数为2.50V,但电压表示数始终接近4.5V不变。小芳认为故障原因是R被短路,该说法是否正确?
若正确,写出理由;若不正确,分析出现该实验现象的原因并写出分析过程 。
【答案】 否 见解析
【详解】根据,若R被短路,电阻R的阻值趋于0,电压表的示数应接近零,这与现象不符,所以小芳判断错误;电路的故障是定值电阻发生了断路,导致电压表和滑动变阻器串联在了电路中,电压表测量的是电源电压,所以,电压表示数始终接近4.5V不变。
四、实验题(本题4小题,每空1分,共26分)
24、(8分)(2024·山东滨州·二模)实验小组在“探究电流与电压和电阻的关系”实验中,选用器材如下:电压为3V的电源,阻值为0~20Ω的滑动变阻器、电流表、电压表、开关,阻值为5Ω、10Ω、20Ω、30Ω的定值电阻各一个,导线若干。
(1)连接电路时,开关应 ,实验前,应将滑动变阻器的滑片调至 端(选填“A”或“B”)。
(2)试触时,发现电流表无示数,电压表有示数,则电路故障可能是 。
(3)在探究电流与电压的关系时:
①多次改变滑片的位置,测出了多组实验数据,记录表格如下;当电压表示数为2.8V时,电流表的示数如图乙所示为 A.
电压U/V
1.0
1.4
2.0
2.8
电流I/A
0.10
0.14
0.20
②分析表格中的数据得出结论:当电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成 。
③不能用小灯泡代替定值电阻做上述实验,原因是 。
(4)在探究电流与电阻的关系时:
①保持定值电阻两端电压1.5V不变,将5Ω电阻换成10Ω电阻,需要将滑动变阻器滑片向 (选填“A”或“B”)端滑动。
②将20Ω电阻换成30Ω电阻时,无论怎样移动滑片,都无法使电压表示数达到1.5V,原因是滑动变阻器的最大阻值 。(选填“过大”或“过小”)
【答案】 断开 B R断路 0.28 正比 灯泡电阻随温度升高而增大 B 过小
【详解】(1)[1][2]连接电路时,开关应断开,实验前,应将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处,即B端。
(2)[3]电流表无示数,说明电路中有断路,电压表有示数,说明电压表与电源两极相连,电压表并联电路之外电路不存在断路,则与电压表并联的电阻R断路。
(3)①[4]电流表使用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.28A。
②[5]分析表格中的数据可知,电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
③[6]灯泡电阻随温度升高而增大,要保持电阻一定,所以不能用小灯泡代替定值电阻做实验。
(4)①[7]探究电流与电阻的关系时,应控制定值电阻两端的电压不变,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻两端的电压将变大,为了保持电压一定,应增大滑动变阻器接入电路的电阻,将滑动变阻器的滑片向B端滑动,使电压表的示数减小。
②[8]将定值电阻由20Ω改接成30Ω的电阻,定值电阻两端的电压将变大,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电压表的示数最大,若大于1.5V,则无法使定值电阻两端的电压达到1.5V,原因是滑动变阻器的最大阻值过小。
25、(7分)(2024·山东德州·中考真题)探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)、定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω)、开关一个、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整,要求:滑片P向右移动时电压表示数变大,导线不交叉。
(2)连接好电路,将电源电压调至4.5V,滑动变阻器阻值调到最大,闭合开关S,移动滑片P,发现电流表无示数,电压表示数始终接近电源电压,导致这一现象的原因可能是_________(填序号)。
A.滑动变阻器断路 B.定值电阻R断路 C.定值电阻R短路
(3)排除故障后利用前四个定值电阻进行实验,图乙是根据实验数据得到的I-R图像:
①其中阴影部分面积表示的物理量是 ,其值为 ;
②由实验图像可得出结论:在电压一定时, 。
(4)实验时更换为50Ω的定值电阻后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能使电压表示数达到原来的数值,为了能完成这次实验,下列措施可行的是_________(填序号)。
A.调高电源电压
B.将电压表改接到滑动变阻器两端
C.在电源和开关之间串联一个15Ω的电阻
(5)实验结束后,该小组用电压表和一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器,测量未知电阻Rx的阻值。他们设计了如图丙所示电路图,实验操作如下:
①将滑动变阻器滑片P移到最右端,闭合开关S,此时电压表的示数为U1;
②将滑动变阻器滑片P移到最左端,此时电压表的示数为U2;
③则Rx= (用R0、U1、U2表示)。
【答案】(1) (2)B
(3)电压 通过导体的电流与导体的电阻成反比 (4)C (5)
【详解】(1)由图甲可知,电压表测定值电阻两端电压,滑片P向右移动时电压表示数变大,根据欧姆定律可知,通过定值电阻的电流变大,则滑动变阻器与定值电阻串联,滑片P向右移动时其连入电路的阻值变小,因此将滑动变阻器的右下接线柱与定值电阻的右接线柱连接,如图所示:
(2)电流表无示数,说明电路中某处断路,电压表示数始终接近电源电压,说明电压表两接线柱到电源两极之间是通路,则可能的原因是定值电阻R断路,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(3)[1][2]由图乙可知,图中阴影部分的面积为I×R,则表示的物理量是电压,其值为
I×R=0.2A×15Ω=3V
[3]由图乙可知,图像上各点电流与电阻的乘积
0.6A×5Ω=3V
0.3A×10Ω=3V
0.2A×15Ω=3V
乘积为一定值,可得出结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)A.根据串联电路电流、电压特点和欧姆定律可得
则。实验时更换为的定值电阻,即变大,则变大,下一步应减小至原来的数值,可减小或增大,调高电源电压,即增大,则增大,故A错误;
B.将电压表改接到滑动变阻器两端,不能改变定值电阻两端电压,故B错误;
C.在电源和开关之间串联一个的电阻,相当于增大了,则减小,故C正确。
故选C。
(5)步骤②,滑动变阻器连入电路的阻值为0,则电源电压等于此时电压表的示数;步骤①,根据串联电路的电压特点可知,两端电压
根据欧母定律可知,电路中的电流
则
26、(6分)(2024·广东深圳·模拟预测)某同学家里购买了一只标有“12V”LED灯泡,它可以根据人们的需求变换出不同颜色,该同学十分好奇,进行了该灯泡额定电功率的测量。电源电压为15V,滑动变阻器的规格为“30,1A”。
(1)请帮助该同学根据电路图a,连接实物图b ;
(2)闭合开关后,该同学发现两只电表的示数均为0,这可能是因为 ;
(3)当滑动变阻器的滑片在某位置时,电压表的示数为8V,此时滑动变阻器的滑片应该向 (“左”或“右”)滑动。
(4)当电压表的示数为12V时,电流表的示数如图c所示,是 ,该LED灯泡的额定功率为 。
(5)该同学查阅LED灯变色的相关资料,了解到LED灯泡内部存在很多基于红(R)、绿(G)、蓝(B)三种基色的LED。这三种颜色的LED通过不同的组合和亮度调节,可以产生多种颜色,具体情况如图表d。假设LED灯泡中共有9个小型LED灯,红(R)、绿(G)、蓝(B)三种基色各三个。每个小型LED灯的规格相同,电阻均为R。为达到最佳发光效果,每个基色的所有灯同时工作或熄灭。现将灯泡接在电压为U的电源两端,当灯泡发出白光时,该LED灯的实际功率为 (用已知字母表示,忽略温度对电阻的影响)
【答案】(1) (2)滑动变阻器断路
(3)左 (4) 0.5A 6W (5)
【详解】(1)由图可知,电压表并联在灯泡两端,由题意可知,灯泡的额定电压是12V,所以电压表选大量程,电路连接如图所示:
(2)闭合开关后,该同学发现两只电表的示数均为0,说明电路中出现短路,可能是与电压表串联的部分断路,即滑动变阻器断路。
(3)灯泡的额定电压是12V,此时电压表的示数为8V,小于灯泡的额定电压,此时应该增大灯泡两端的电压,减小滑动变阻器两端的电压,即减小滑动变阻器接入电路中的电阻,将滑片向左移动。
(4)[1]由图可知,电流表选小量程,分度值是0.02A,此时电流表的示数是0.5A。
[2]该LED灯泡的额定功率
P=UI=12V×0.5A=6W
(5)将灯泡接在电压为U的电源两端,当灯泡发出白光时,发光基色是红、绿和蓝光,小型LED灯的实际功率,LED灯泡中共有9个小型LED灯,则该LED灯的实际功率
27、(5分)(2024·山东济南·三模)将几十个小彩灯串联后接在家庭电路中,当其中一只小彩灯的灯丝烧断后,彩灯带中其它小彩灯不会熄灭,其原因是小彩灯内有一根表面涂有绝缘物质的细金属丝与灯丝并联,如图甲所示。当灯丝正常发光时,细金属丝与导电支架不导通;当灯丝烧断时,如果灯两端的电压高于一个定值U0,绝缘物质会被击穿,细金属丝与导电支架瞬间导通,使其它小彩灯仍能发光。为了研究小彩灯的这一结构,小阳找来一个彩灯串,观察发现每只小彩灯的额定电压均为5V。
(1)小阳找来的这种规格小彩灯,接入电压为220V的家庭电路中使用时,要保证每个小彩灯都能正常发光,需要用 个小彩灯组成一个串联电路。
(2)将乙图的实物图补充完整,要求:滑动变阻器的滑片向右移动时电流变小
(3)小阳用一个小彩灯连入如图乙所示的电路中,通过正确操作将测得的实验数据及观察到的现象记录在下表中。
U/V
0.5
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.5
I/A
0.06
0.10
0.12
0.18
0.20
0.22
0
亮度
不亮
微红
亮度逐渐增大
不亮
①小彩灯正常发光时的电阻为 Ω。
②通过表格数据分析小彩灯发光时,流经灯丝的电流与两端的电压的关系,可得结论: 。
③根据数据发现当电压U=7.5V时小灯不发光,说明此时 。
A.小彩灯灯丝烧断,但细金属丝表面的绝缘物质并没有被击穿
B.小彩灯灯丝烧断,且细金属丝表面的绝缘物质已被击穿
C. 因为小彩灯两端电压低于额定电压,所以不亮
D.小彩灯绝缘物质被击穿时两端的电压U0应该高于7.5V且小于220V
【答案】(1)44 (2)
(3) 25 小彩灯发光时,流经小彩灯的电流随其两端电压的增大而增大 AD
【详解】(1)每只小彩灯的额定电压均为5V,需要串接的灯数
(2)滑动变阻器串联在电路中,要使滑片右移时电路中电流变小,则滑动变阻器滑片向右移动时接入电路中的电阻要变大,应将滑动变阻器的左下接线柱接入电路中,如图所示:
(3)①[1]由表格中实验记录数据可知,当灯正常发光时,其两端电压为5V,通过灯的电流0.20A,则灯正常发光时的电阻为
②[2]由实验数据及现象发现,当小彩灯发光时,流经小彩灯的电流随其两端电压的增大而增大。
[3]由题意知,当灯丝烧断时,如果灯两端的电压高于一个定值U0,绝缘物质会被击穿,细金属丝与导电支架瞬间导通,使其它小彩灯仍能发光,电路中会有电流。由表中数据可知,在7.5V时,小彩灯不亮,此时灯两端电压大于额定电压,可判断小彩灯的灯丝烧断了,但电路中电流为0,说明此时绝缘物质没有被击穿。如果小彩灯工作在家庭电路中,灯丝烧断小彩灯绝缘物质会被击穿,说明小彩灯被击穿时两端的电压U0应该高于7.5V且小于220V,故AD正确,BC错误。
故选AD。
五、综合题(本题3小题,共14分)
28、(6分)(2024·上海徐汇·一模)在如图所示的电路中,电源电压为U且保持不变,灯L阻值为R0,电阻R1的阻值为2R0。闭合开关S,灯L不亮,电流表A示数为零。若电路中只有一处故障,且只发生在灯L或电阻R1处。为确定故障,同学们商量了如下方案:
A.将导线并联在bc两点间
B.将电压表V并联在ac两点间
C. 将电压表V并联在ab两点间
①可行的方案有 ;
②若选择方案 ,按方案接入所选器材后,闭合开关S,写出灯L的亮暗情况、电表的示数及其对应的故障: 。
【答案】 AC 见解析 见解析
【详解】由图知道,该电路为串联电路;电路正常工作,一段时间后,灯L熄灭,电流表示数为0,可能是灯泡断路,也可能是电阻断路;
A.将导线并联在bc两点间,如果灯泡发光,电流表有示数,说明电阻R断路,如果灯泡不发光,电流表示数为0,说明L断路,故此分析可行。
B.将电压表V并联在ac两点间,电压表测量电源电压,始终有示数,无法确定故障;
C.将电压表V并联在ab两点间,如果电压表有示数,电流表示数为0,则灯泡断路,如果电压表和电流表示数都为0,则R断路。
[1]可行的方案有AC。
[2][3]方案 A:如果灯泡发光,电流表有示数,说明电阻R断路,如果灯泡不发光,电流表示数为0,说明L断路,
或方案C:如果灯泡不发光,电压表有示数,电流表示数为0,则灯泡断路,如果灯泡不发光,电压表和电流表示数都为0,则R断路。
29、(2分)(2024·上海闵行·一模)在图所示的电路中,电阻R1的阻值为R0,闭合开关S,电流表示数为I0。一段时间后,由于电路中某个电阻发生故障,观察到电流表示数变化0.5 I0。已知发生故障前后电源电压保持不变。
①电路中的故障可能是 ;
②请写出发生故障后两电表示数及对应的故障。 。
【答案】 R1或R2短路 见解析
【详解】①[1]如图,两电阻串联,电流表示数原来为I0,一段时间后变化0.5I0,如果是断路,则为零,所以是R1或R2短路,电流变为1.5I0。
②[2]若R1短路,电流表示数为1.5I0,根据短路前后电源电压相等,有
I0(R0+R2)=1.5I0R2
解得R2=2R0,故电压表示数为
U2=1.5I0R2=1.5I0×2R0=3I0R0
若R2短路,则电压表示数为0,电流表示数为1.5I0。
30、(6分)(2024·云南昆明·一模)热敏电阻温度计是一种可测量体温和室温的温度计,常用于制作电子体温计和实验室数字温度计。热爱科学探究的小红在物理实验室用两节新干电池、热敏电阻(阻值约在100~3000Ω)、电压表和微安表模拟一个“热敏电阻温度计”,连接了如图甲所示的电路。
(1)图甲是小红连接好的电路,该电路的错误之处: ;
(2)正确连接电路并闭合开关后,微安表无示数,电压表示数接近电源电压,则故障可能: ;
(3)排除电路故障后,改变热敏电阻罩内的温度,小红发现电压表的示数(选填“有”或“无”)明显的变化,她应该 ;
(4)小红查阅资料后记录热敏电阻阻值随温度的变化数据如下表,根据表中的数据在图乙中描出了部分点,请你将剩余的点描出并绘制热敏电阻阻值随温度变化的图像 ;
序号
1
2
3
4
5
6
温度/℃
-5
0
15
20
30
50
阻值/Ω
1300
1000
600
500
300
100
(5)小红在图甲电路中接入一个R0=500Ω的定值电阻,若要通过电压表的示数来表示温度,她应将20°C温度值标在电压表的 V刻度线处,此时热敏电阻的功率是 W。
【答案】(1)电路中缺开关 (2)热敏电阻断路 (3)在电路中加一个定值电阻
(4) (5) 1.5 0.0045
【详解】(1)图甲是小红连接好的电路,该电路的错误之处是:电路中缺开关,不能控制电路的通断。
(2)正确连接电路并闭合开关后,微安表无示数,说明电路存在断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表和电源接通,则故障可能是与电压表并联的热敏电阻断路。
(3)排除电路故障后,改变热敏电阻罩内的温度,因电压表测电源电压,小红发现电压表的示数无明显的变化,她应该在电路中加一个定值电阻,定值电阻和热敏电阻分压,当温度改变时电压表示数发生明显变化。
(4)在坐标中描出各点,用平滑的线连接起来,如图
(5)[1]由表中数据可知,20℃时热敏电阻的阻止为500Ω,由电压表的实数可知,电源电压为3V,此时电路中的电流
电压表的示数
[2]此时热敏电阻的功率
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