专题05 动态电路与故障分析-2025年中考科学二轮热点题型归纳与变式演练（浙江专用）

专题05 动态电路与故障分析 目 录 01 题型综述 02 解题攻略 提分秘籍 知识点一、动态电路题型 知识点二、故障电路 典例剖析 题型1电路的动态分析 题型2限制性电路分析 题型3电流表、电压表在判断电路故障中的应用 03 中考练场 电路知识综合：需要学生掌握串联、并联电路的特点，欧姆定律、电功率等知识，能够根据电路故障现象，运用这些知识进行推理和判断。例如，根据串联电路中电流处处相等和欧姆定律，通过分析电流表和电压表的示数变化，判断故障位置是在电阻上还是在其他元件上。 与实际生活联系：常以家庭电路或一些简单的实际电路为背景，考查学生对电路故障的分析能力。如家庭电路中某几个用电器突然不工作了，让学生分析可能的故障原因，这就需要学生了解家庭电路的连接方式、熔断器、开关等元件的作用，以及安全用电知识等。 一、动态电路解题秘籍 1、明确电路连接方式：拿到题目后，先对电路进行简化，去掉电压表（可视为断路）和电流表（可视为导线），判断电路是串联、并联还是混联。对于复杂电路，可采用电流路径法、节点法等方法来确定连接方式。 2、分析元件变化情况：重点关注滑动变阻器滑片的移动方向、开关的通断状态以及热敏电阻、光敏电阻等特殊元件的阻值变化原因和趋势。 二、故障分析解题秘籍 串联电路：若串联电路中有一个用电器断路，则整个电路断路，所有用电器都不工作，电流表无示数，电压表若与断路的用电器并联，则电压表有示数且接近电源电压；若某个用电器短路，则其他用电器仍能工作，电路中电流会增大。 并联电路：若并联电路中某一支路断路，只会影响该支路的用电器，其他支路用电器仍能正常工作，干路电流会减小；若某一支路短路，则会导致电源短路，所有用电器都不工作，电流表可能会因电流过大而损坏。 【提分秘籍】 知识点一、动态电路题型 1、电路变化分析题 滑动变阻器引起的变化：给出一个包含滑动变阻器的电路，如串联电路中滑动变阻器与定值电阻串联，通过分析滑动变阻器滑片移动时，电路中的总电阻、电流、各用电器两端电压的变化情况。例如，当滑片向增大电阻的方向移动时，要求判断电流表和电压表的示数变化。 开关通断引起的变化：电路中存在多个开关，通过分析开关的闭合与断开，导致电路连接方式发生改变，进而分析电路中电流、电压的变化。比如，在一个有多个支路的并联电路中，当某一支路的开关闭合或断开时，分析干路电流和其他支路电流、电压的变化。 2、电表读数与故障判断题 电表读数问题：根据给定的动态电路，结合欧姆定律等知识，计算电流表、电压表的读数。可能会涉及到电路在不同状态下，如滑动变阻器处于不同阻值时，或开关处于不同通断状态时电表的读数计算。 电路故障判断：给出动态电路中电表的示数情况或用电器的工作情况，判断电路中可能存在的故障。例如，电流表无示数，电压表有示数且接近电源电压，让考生判断电路中是哪部分出现了断路或短路故障。 3、图像分析题 U - I 图像：给出动态电路中某一元件或某一部分电路的电压 - 电流（U - I）图像，要求考生根据图像分析元件的电阻变化情况、电路中的功率变化等。比如，从 U - I 图像中判断电阻是定值电阻还是可变电阻，计算在不同电压下元件的电功率。 其他物理量随时间变化图像：如给出电容充电或放电过程中，电容电压随时间变化的图像，让考生根据图像分析充电或放电的快慢、时间常数等相关物理量，或者根据图像判断电路的工作状态等。 4、计算与综合应用题 简单计算：根据动态电路的已知条件，如电源电压、电阻值等，利用欧姆定律、电功率公式等进行简单计算。例如，计算电路在某一状态下的电流、某一电阻消耗的电功率等。 综合应用：将动态电路与其他知识，如力学中的电磁感应、热学中的电热等结合起来考查。比如，在一个电磁感应产生感应电流的动态电路中，结合焦耳定律计算产生的热量，或者结合力学知识分析导体棒在磁场中的受力和运动情况等。 知识点二、动态电路解题方法 一、电路的动态分析类问题解题之前要弄清的问题 (1)在观察电路的基础上，明确滑动变阻器、定值电阻、灯泡的连接方式，电流表测通过哪个电阻或哪几个元件中的电流，电压表测哪个电阳或哪几个元件两端的电压。 (2)弄清改变电阻的方法，利用滑动变阻器改变电阻还是利用开关改变电阻。 二、电路的动态分析，按这样的顺序分析 局部电阻如何变化→总电阻如何变化→由于电源电压不变，导致电路中电流如何变化→依据U=IR分析不变的电阳两端的电压如何变化→依据U变化的电阻=U总-U不变的阻分析变化的电阻两端的电压如何变化。1.含滑动变阻器的串联电路:由于电源电压不变，按以下思路分析:滑动变阻器电阻变化→总电阻变化→电流变化→定值电阻两端电压变化→滑动变阻器两端电压变化 2.含滑动变阻器的并联电路，由于电源电压不变，且并联电路中各个支路互相独立、互不影响，所以含定值电阻的支路各量都不变化，含滑动变阻器的支路，按以下思路分析: 滑动变阻器电阳变化→本支路电阳变化→本支路电流变化→干路总电流变化 3.当开关断开与闭合时，电路中的电阻怎样变化，运用电路关系、欧姆定律，推导出电路中的电流如何变化。电路中某元件两端的电压或电功率如何变化。 知识点三、故障电路 实验电路图 故障（有且只有一处） 现象 电压表 电流表 电流表被短接 有示数 无示数 电流表处断路 无示数 无示数 电压表被短接 无示数 有示数 电压表处断路 定值电阻被短接 无示数 有示数，且示数偏大 定值电阻处断路 有示数且接近电源电压 无示数 电压表串联在电路中 滑动变阻器上面两个接线柱接入电路 移动滑片，电表示数不变，电压表示数接近电源电压 滑动变阻器下面两个接线柱接入电路 移动滑片，电表示数不变 判断思路 1.因为电压表的内阻很大，当电压表直接与用电器串联连入电路时，电路可以看断路。此时电路中的电流表示数几乎为0，电压表的示数等于电源电压(题目中最常考到)。 2.当电压表与导线并联时，电压表被短路，其读数为零。 3.电流表的内阻很小，当电流表直接与用电器并联连入电路时，可以将其看作一段导线，用电器被短路。 4.用电流表、电压表或导线来检测故障 (1)电压表并联:有示数:并联部分以外通路，并联部分断路; 无示数:并联部分以外断路或并联部分短路。 (2)电流表并联:有示数:并联部分以外通路，并联部分断路; 无示数:并联部分以外断路或并联部分短路。 (3)导线并联:有特征的用电器(电灯、电表等)不工作:并联部分断路、并联部分以外断路、并联部分短路。 【典例剖析】 题型1电路的动态分析 [例题1] （2024秋•北仑区期末）如图甲所示，电源电压恒定，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P从B端至A端的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的U﹣I图象如图乙所示，则（　　） A．电源电压为20V B．EF是电压表V1示数随电流表示数变化的图象 C．滑动变阻器的最大阻值为10Ω D．整个电路的最大功率为14.4W 【解答】解：由甲图可知，两个电阻串联，电流表测电路中电流，电压V1测R1两端电压，电压表V2测R2两端电压。 B、滑片P从B点滑到A点的过程中，变阻器连入电路的电阻变小，电路中的电流变大；根据串联分压原理可知，滑动变阻器R2两端的电压变小；由于电源电压不变，则R1两端的电压变大； 所以，通过R2的电流随其两端电压的减小而增大，通过R1的电流随其两端电压的增大而增大；由此可知，乙图中MN是R1的U﹣I图象，EF是R2的U﹣I图象（即EF是V2表示数随A表示数变化的图象）；故B错误； A、由乙图可知，滑片在B点时滑动变阻器的电阻最大，电流最小为：IB＝0.4A，此时U1B＝4V，U2B＝8V，则串联电路的电压特点可得，电源电压：U＝U1B+U2B＝4V+8V＝12V，故A错误； C、由乙图可知，滑片在B点时滑动变阻器的电阻最大，电流最小为IB＝0.4A，变阻器的电压U2B＝8V， 则滑动变阻器的最大电阻为： R2大20Ω；故C错误； D、由图乙可知，电路的最大电流为1.2A，电源电压为12V．， 所以，整个电路的最大功率： P总大＝UI＝12V×1.2A＝14.4W，故D正确。 故选：D。 [例题2] （2024秋•杭州期末）如图是一种风速测定装置。其中风速表是由电压表改装而成，R为定值电阻，R1为滑动变阻器，“T”型管道的竖直管内装有可上下移动的轻质活塞，活塞通过轻质细杆和滑动变阻器的滑片相连。下列说法正确的是（　　） A．电压表的零刻度与风速表的零刻度相对应 B．风速变大时，活塞上方气压变小，活塞向上移动 C．风速变小时，R1接入电路的阻值变小，风速表示数变大 D．由该电压表改装而成的风速表，其表盘刻度是均匀的 【解答】解：闭合开关S，R1和R串联，电压表并联在R两端，测量R的电压； A、风速为零时，R1和R串联，R两端的电压不为零，电压表的零刻度与风速表的零刻度不对应，故A错误； B、风速变大时，轻质活塞A上方空气压强变小，轻质活塞A向上移动，滑片向上移动，故B正确； C、风速变小时，轻质活塞A上方空气压强变大，轻质活塞A向下移动，滑片向下移动，接入电路的阻值变大，总电阻变大，电源电压不变，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，根据U＝IR可知，定值电阻的两端的电压变小，电压表的示数变小，故C错误； D、电路中的电流为I，根据欧姆定律可知，电压表的示数为UR＝IRR，滑动变阻器的阻值变化与电压的示数变化不是正比关系，故风速与电压的变化也不是正比关系，故分度值分度不均匀，故D错误。 故选：B。 [例题3] （2024秋•慈溪市期末）某建筑工地需要架设临时供电线路，实现照明和电加热功能。其简化电路如图所示，供电处电压U不变，从供电处到工地用长导线（有电阻）连接。闭合开关S1、S2时，加热器和照明灯同时工作。断开S2后与断开S2前相比较，则（　　） A．照明灯亮度不变 B．照明灯亮度变弱 C．长导线上消耗的电能增加 D．整个供电线路消耗的电功率变小 【解答】解： AB、设长导线的电阻为R0，由图知，闭合开关S1、S2时，灯泡与加热器并联后再与R0串联，设此时灯泡两端电压为UL， 断开开关S2时，灯泡与R0串联，设此时灯泡两端电压为UL′； 由于并联电路的总电阻小于任何一个分电阻， 所以，断开开关S2时，灯泡的电阻大于灯泡与加热器并联的总电阻， 导线的电阻不变，因灯泡的电阻大于灯泡与加热器并联的总电阻，根据串联电路的分压规律可知，灯泡两端的电压变大，即UL′＞UL， 灯泡的电阻可认为不变，由P知，PL′＞PL，即断开开关S2时，灯泡的实际功率变大，所以灯泡变亮；故A、B错误； C、断开开关S2时，整个电路的电阻变大，电源电压不变，由欧姆定律知，电路中电流减小，导线的电阻不变，由公式W＝I2Rt知，单位时间内长导线上消耗的电能减少，故C错误； D、断开开关S2时，整个电路的电阻变大，电源电压不变，由P知，整个供电线路消耗的电功率变小，故D正确。 故选：D。 [例题4] （2024秋•拱墅区期末）如图甲所示电路，电源电压为4.5V且恒定不变，灯泡L的额定电压为2.5V。当闭合S和S1、断开S2，将滑动变阻器R2的滑片P从一端移至另一端，测得电流表示数随电压表示数变化情况如图乙中图线①所示。当把电压表并联在灯泡L两端，闭合S和S2断开S1，移动滑动变阻器R2的滑片P，通过灯泡L的电流随电压表示数变化情况如图乙中图线②所示。求： （1）定值电阻R1的阻值。 （2）灯泡L的额定功率。 （3）灯泡L正常工作5min的过程中，整个电路消耗的电能。 【解答】解：（1）当闭合S和S1、断开S2，定值电阻和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量滑动变阻器两端的电压。滑动变阻器R2的滑片在最左端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据欧姆定律可知电路电流最小，从图中可知此时电路电流为0.2A，滑动变阻器两端的电压为3V， 根据串联电路的电压特点可知定值电阻两端的电压U1＝U﹣U2＝4.5V﹣3V＝1.5V， 根据欧姆定律可知定值电阻的阻值R17.5Ω； （2）当把电压表并联在灯泡L两端，闭合S和S2断开S1，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测量灯泡两端的电压，电流表测量电路电流，灯泡L的额定电压为2.5V，从图中可知灯泡的额定电流为0.5A， 根据P＝UI可知灯泡L的额定功率PL＝ULIL＝2.5V×0.5A＝1.25W； （3）根据W＝UIt可知灯泡L正常工作5min的过程中，整个电路消耗的电能W＝UIt＝4.5V×0.5A×5×60s＝675J； 答：（1）定值电阻R1的阻值为7.5Ω； （2）灯泡L的额定功率为1.25W； （3）灯泡L正常工作5min的过程中，整个电路消耗的电能为675J。 题型2限制性电路分析 [例题5] （2024秋•杭州校级月考）如图甲所示电路，电源电压不变，图乙是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压关系图象。闭合S时，电压表的示数为2V，下列判断正确的是（　　） A．电源电压为6V B．R的电阻为5Ω C．闭合S时，R消耗的电功率为3.6W D．闭合S时，电路的总功率为6W 【解答】解：AB、闭合S时，R与L串联，电压表测L电压，此时电压表示数为2V，根据乙图可知此时电流为0.6A； 图中R电压4V时，电流为0.4A，电阻R10Ω； 根据串联电路的特点知，R的电流也是0.6A，R的电压U＝I'R＝0.6A×10Ω＝6V， 根据串联电路电压规律知，电源电压U电＝UL+U＝2V+6V＝8V；故AB错误； C、闭合S时，R消耗的电功率为P＝UI＝6V×0.6A＝3.6W，故C正确； D、闭合S时，电路的总功率为P＝U电I＝8V×0.6A＝4.8W，故D错误。 故选：C。 [例题6] （2024秋•慈溪市期末）有三个电阻恒定不变的灯泡，规格分别是L1“6V 6W”、L2“4V 8W”、L3“6V 3W”。小科用右图所示的电路探究灯泡发光情况。电路中电源电压12V，滑动变阻器R的规格为“2A 10Ω“，M、N为接线柱。当小科将L1接入M、N，调节滑片P位置，使L1正常发光。然后，小科将L1拆下，依次将L2、L3接入M、N。小科所有实验操作都无误，则下列分析正确的是（　　） A．P位于滑动变阻器最右端时，L1的功率为3.6W B．L1正常发光时，电流表示数为0.5A C．接L2后，无论怎样调节滑片，电路都是安全的 D．接L3后，无论怎样调节滑片，L3都不能正常发光 【解答】解：（1）由P＝UI可得，L2的电阻： R22Ω， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，P位于滑动变阻器最右端时，电路中的电流： I1A， 则L2的功率： P2′＝I2R2＝（1A）2×2Ω＝2W，故A错误； 当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，灯泡两端的电压远大于L2的额定电压，L2会被烧坏，故C错误； （2）将L1接入M、N，调节滑片P位置，使L1正常发光时， 因串联电路中各处的电流相等， 所以，由P＝UI可得，电路中电流表的示数： I11A，故B错误； （3）L3的电阻： R312Ω， 当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的最小电流： I′A， 灯泡L3两端的最小电压： U3′＝I′R3A×12Ω≈6.5V， 因6.5V＞6V， 所以，无论怎样调节滑片，L3都不能正常发光，故D正确。 故选：D。 [例题7] （2024秋•海宁市月考）图甲中的小灯泡标有“2.7V 0.3A”字样，定值电阻R1＝10Ω。R2由三段材料不同、横截面积相同的均匀直导体EF、FG、GH连接而成，总长度为35cm，其中一段是铜导体，其电阻可忽略不计，另两段导体的阻值与自身长度成正比，P是与R2接触良好并能移动的滑动触头。只闭合S、S1时，电流表示数I与P向左移动距离x之间的关系如图乙所示。则（　　） A．小灯泡正常发光时电阻为9Ω，电源电压为9V B．只闭合S，S1时，当x＝15cm 时，电路消耗的总功率为3.6W C．只闭合S，S2，为确保灯丝不被烧坏，滑片P向左移动距离x≤9cm D．只闭合S，S2且确保灯丝不被烧坏，电路消耗的总功率最小为1.8W 【解答】解：A、根据铭牌可知：灯泡的额定电压和额定电流， 根据I可得灯泡的电阻为： RL9Ω； 若只闭合S、S1时，R1与R2串联，由图丙可知当滑片在E处时，只有R1连入电路，电路中的电流最大为I最大＝0.6A， 根据I可得：电源电压U＝I最大R1＝0.6×10Ω＝6V，故A错误； B、如图乙所示：当x＝15cm时，I＝0.4A， 电路消耗的电功率：P＝UI＝2.4W，故B错误； C、若只闭合S、S1时，由图像可知当滑片在H点时的电流为0.2A； R1两端的电压为：U1＝IHR1＝0.2A×10Ω＝2V， 滑片在H点时的电阻为：RH20Ω； 滑片P从H端移到E端时出现拐点，由图像可知： GH＝15cm，FG＝25cm﹣15cm＝10cm，EF＝35cm﹣25cm＝10cm， 中间一段电流无变化，故FG是铜导线， 由图像可知，当滑片P位于F点时，电路中电流I＝0.4A，则总电阻为 R总′15Ω， 则EF段电阻为 REF＝R总′﹣R1＝15Ω﹣10Ω＝5Ω， EF导体每1cm的电阻为0.5Ω； GH导体的电阻RGH＝REH﹣REF＝20Ω﹣5Ω＝15Ω； 若只闭合S与S2，灯泡与R2串联，当灯正常发光时灯两端电压为2.7V， 所以滑动变阻器U2＝U﹣UL＝6V﹣2.7V＝3.3V， 滑动变阻器的电阻为：R211Ω； 而REF＝5Ω，RGH＝15Ω，所以GH段接入电路电阻为11Ω﹣5Ω＝6Ω，未接入电路部分电阻为9Ω，由GH＝15cm、RGH＝15Ω知，GH部分每1cm长电阻为1Ω，所以滑片移动的最大距离为：9Ω9cm，故x≤9cm，故C正确； D、只闭合S、S2时灯泡与R2串联，为了保证灯丝不被烧坏，那么通过电路的最大电流为0.3A，此时电路消耗的总功率最大为：P＝UI大＝6V×0.3A＝1.8W，所以最小总功率不可能是1.8W，故D错误。 故选：C。 [例题8] （2024•绍兴三模）如图甲所示电路，电源电压恒定不变，R1为定值电阻，电流表的量程为“0～0.6A”，电压表的量程为“0～15V”，滑动变阻器R2的最大阻值为80Ω。在保证电路元件安全的情况下，缓慢移动滑片，R2消耗的电功率P与电压表示数U的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．电源电压为15V B．定值电阻R1的阻值为20Ω C．滑动变阻器R2的调节范围为20Ω～50Ω D．电路消耗总功率的最小值为10.8W 【解答】解：由图甲可知，定值电阻R1和滑动变阻器R2串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流； AB、由图乙可知，当R2两端的电压为13V时，R2消耗的电功率为6.5W， 由P＝UI可知，此时电路中的电流：I0.5A， 由串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝U1+U2＝IR1+U2＝0.5A×R1+13V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 当R2两端的电压为15V时，R2消耗的电功率为4.5W， 由P＝UI可知，此时电路中的电流：I'0.3A， 由串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝U1'+U2'＝I'R1+U2'＝0.3A×R1+15V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 由①②解得：R1＝10Ω，U＝18V，故AB错误； C、由串联电路的分压原理可知，滑动变阻器接入电路的电阻最小时，电压表的示数最小， 由欧姆定律可知，此时电路中的电流最大，因为电流表的量程为0～0.6A，所以电路中的最大电流I大＝0.6A， 由欧姆定律可知，此时电路中的总电阻：R30Ω， 由串联电路的电阻特点可知，滑动变阻器接入电路的最小阻值：R2小＝R﹣R1＝30Ω﹣10Ω＝20Ω， 由串联电路的分压原理可知，滑动变阻器接入电路的电阻最大时，滑动变阻器两端的电压最大， 因为电压表的量程为0～15V，因此滑动变阻器两端的最大电压U2大＝15V， 由串联电路的电压特点可知，此时定值电阻R1两端的电压：U1小＝U﹣U2大＝18V﹣15V＝3V， 此时电路中的电流：I最小0.3A， 由欧姆定律可知，滑动变阻器接入电路的最大阻值：R2大50Ω， 所以，滑动变阻器R2的调节范围为20Ω～50Ω，故C正确； D、电路中的最小电流I最小＝0.3A，则电路消耗总功率的最小值：P最小＝UI最小＝18V×0.3A＝5.4W，故D错误。 故选：C。 题型3电流表、电压表在判断电路故障中的应用 [例题9] （2024•宁波自主招生）如图所示的家庭照明电路，已知其中一只灯泡的灯头接线处存在故障。电工师傅为查明故障，在保险丝处接入一只“220 V 40W”的灯泡L0。当只闭合开关S、S1时，灯泡L0和L1都呈暗红色（比正常发光状态暗得多）；当只闭合开关S、S2时，灯泡L0正常发光，L2不发光。由此可以确定（　　） A．L1灯头接线处断路 B．L1灯头接线处短路 C．L2灯头接线处断路 D．L2灯头接线处短路 【解答】解：当只闭合S、S1时L0和L1都呈暗红色，是因为L1与该灯串联接入电路，所分电压低于220V，所以L1正常； 当只闭合S、S2时，L0正常发光，L2不发光，是因为L2被短路，使L0直接接在电源上，正常发光。 故选：D。 [例题10] （2024春•杭州期中）风筝线散落在高压电路上会导致线路短路，致使线路跳闸并引发大面积停电，不仅会损坏电力设备，而且会影响社会及居民正常用电，有时甚至威胁人身安全。下列电路能解释上述现象的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：家庭电路中，火线与零线直接连接或火线与大地直接连接，会造成短路。D图中风筝线导致火线与地面连接，造成短路，故ABC错误，D正确。 故选：D。 [例题11] （2024春•上城区校级期中）如图是某居民家中的部分电路图，开始时各部分工作正常。将一只大功率电器的插头插入插座后，L2突然熄灭，大功率电器也没有工作，只有指示灯L1仍然发光。拔出电器插头，用测电笔分别检测B、C两点和插座的左、右插孔时，氖管都不发光。若电路中只有一处发生了故障，故障最有可能的是（　　） A．装在A点左侧的导线发生了断路 B．装在A、B间的导线发生了断路 C．装在B点右侧的导线发生了断路 D．装在C、D间的导线发生了断路 【解答】解：将一只大功率电器的插头插入插座后，L2突然熄灭，大功率电器也没有工作，只有指示灯L1仍然发光，这说明灯L1所在电路是正常的，所以A点左侧、D点左侧的电路是正常的； 拔出电器插头，用测电笔分别检测B、C两点和插座的左、右插孔时时，氖管都不发光，这说明B、C、插座两孔与火线之间是断开的，所以故障是AB之间发生了断路现象，故B正确。 故选：B。 [练习1] （2024秋•西湖区校级期末）电工师傅常用一只标有“220V 0.2A”的灯泡L0（检验灯泡）取代保险丝来检查新安装的照明电路中每个支路的情况，如图所示。当只闭合S、S1时L0不亮；当只闭合S、S2时，L0和L2都呈暗红色；当只闭合S、S3时，L0正常发光。由此可以判断（　　） A．L1所在的支路短路 B．L2所在的支路断路 C．L3所在的支路短路 D．各支路均完好 【解答】解：A、当只闭合S、S1时L0不亮；说明L1支路断路，故A错误； B、当只闭合S、S2时，L0和L2都呈暗红色；此时检验灯泡L0和L2串联，说明L2支路正常，故B错误； CD、当只闭合S、S3时，L0正常发光，说明L3支路短路，此时检验灯泡直接并联在火线和零线之间，故C正确，D错误。 故选：C。 [练习2] （2024秋•临平区校级月考）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 【解答】解：由图可知，电路正常工作时，电阻R与灯泡L串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量灯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，电流表和电压表示数都为零，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。 [练习3] （2024秋•萧山区月考）在如图所示的电路中，当闭合开关S后，发现只有一个灯泡亮，造成这种情况的原因可能是（　　） A．灯泡L2短路，电压表没有读数 B．灯泡L2断路，电流表没有读数 C．灯泡L1断路，电压表没有读数 D．灯泡L1短路，电流表没有读数 【解答】解：闭合开关S后，发现只有一个灯泡亮，说明电路为通路，因此电路故障不是断路，故BC错误； 由于电压表无示数，说明与电压表并联的用电器被短路，即灯泡L2短路，故A正确； 无论L1短路还是L2短路，电路中都会有电流，电流表都有示数，故D错误。 故选：A。 [练习4] （2024春•宁波期末）小英在做探究串联电路电流关系的实验时，连接了图所示的电路。她闭合开关S后，发现灯泡L1和L2都不亮，电流表无示数。为了排除电路故障，小英用量程为0～3V的电压表进行检查判断。她将电压表的正、负接线柱依次正确连接，对应出现的电压表示数如右表所示。据以上信息，可判断电路故障可能是灯泡（　　） 电压表正、负接线柱的连接情况 电压表 示数/V 电源两端 3 开关S两端 0 灯泡L1两端 3 灯泡L2两端 0 A．灯泡L1短路 B．灯泡L2短路 C．灯泡L1断路 D．灯泡L2断路 【解答】解：由图可知，两灯串联，电流表测量电路电流； 闭合开关S后，L1、L2都不亮，电流表无示数，说明电路中有断路现象；电压表并联在电源两端，有示数，说明电源完好；电压表并联在灯泡L1两端，有示数，电压表两端能与电源两极连通，所以故障原因是L1断路。故C正确，ABD错误。 故选：C。 [练习5] （2024春•玉环市期末）如图所示的家庭电路中，闭合开关后灯泡不亮。用试电笔检测插座的两孔，发现只有插入右孔时氖管才发光。用试电笔检测A点氖管发光，检测B点氖管不发光。发生这一现象的原因可能是（　　） A．灯丝断了 B．零线断路 C．开关接触不良 D．插座短路 【解答】解：用试电笔检测插座的两孔，发现只有插入右孔时氖管才发光，说明右孔连接的是火线，电路连接正常；用试电笔检测A点氖管发光，检测B点氖管不发光，说明在A、B两点之间出现了断路，可能灯丝断了。 故选：A。 [练习6] （2024秋•婺城区期末）如图甲是一种新型的生活小家电——蒸蛋器，它能最大程度保证鸡蛋的营养成分不被破坏和流失。图乙为它的原理图，每次使用时需向蒸蛋器内加入一定量的水，当水烧干后，温控开关自动断开，鸡蛋即可蒸熟。下列有关说法中不正确的是（　　） A．该发热器是利用电流的热效应工作的 B．该发热器正常工作时的电阻为121Ω C．指示灯正常工作时，通过指示灯的电流为0.01A D．蒸鸡蛋时发热器消耗的电能等于鸡蛋增加的内能 【解答】解：A、该发热器是利用电流的热效应工作的，故A正确； B、根据P可知该发热器正常工作时的电阻为R121Ω，故B正确； C、根据P＝UI可知指示灯正常工作时，通过指示灯的电流为I0.01A，故C正确； D、蒸鸡蛋时发热器消耗的电能大于鸡蛋增加的内能，故D错误。 故选：D。 [练习7] （2024•嘉兴模拟）在研究电流与电压关系的实验中，小科同学根据得到的实验数据绘制了电阻R1和R2的I﹣U图象（如图），下列有关分析正确的是（　　） A．R1与R2的阻值之比是1：2 B．R1与R2串联接时，R1消耗的功率比R2大 C．R1与R2并联接时，R1和R2消耗的功率相等 D．R1与R2串联接时，通过R1与R2的电流之比是2：1 【解答】解：A．由图知道，当通过R1与R2的电流为0.6A，R1、R2两端的电压分别为6V和3V，由欧姆定律可以求得，电阻R1的阻值为： ； 可以求得电阻R2的阻值为： ； 则R1与R2的阻值之比： R1：R2＝10Ω：5Ω＝2：1，故A错误； B．根据串联电路电流特点，R1与R2串联接时，通过电流相等，由P＝I2R知道，R1消耗的功率比R2大，故B正确； C．根据并联电压特点，R1与R2并联接时，两端电压相等，由知道，R1消耗的功率比R2小，故C错误； D．根据串联电路电流处处相等，所以R1与R2串联接时，通过R1与R2的电流之比是1：1，故D错误。 故选：B。 [练习8] （2024秋•宁波月考）标有“6V 1.5W”的灯泡，通过它的电流随其两端电压变化的物理图象如图所示，若把这只灯泡与一个10Ω的定值电阻串联起来，接在电压为6V的电源两端。则下列说法中正确的是（　　） A．此时该灯泡的电阻为24Ω B．此时通过定值电阻的电流为0.25A C．此时电路的实际总功率为1.2W D．此时灯泡的额定功率为0.8W 【解答】解：（1）灯泡L与定值电阻R串联时， 因串联电路中各处的电流相等，且电源的电压等于两者电压之和， 所以，由I可得，电源的电压： U＝UL+IR，即6V＝UL+I×10Ω， 由图象可知，当UL＝4V，I＝IL＝0.2A时符合，故B错误； 则此时该灯泡的电阻： RL20Ω，故A错误； 此时电路的实际总功率： P＝UI＝6V×0.2A＝1.2W，故C正确； （2）额定电压下用电器的功率为额定功率，则灯泡的额定功率为1.5W，故D错误。 故选：C。 [练习9] （2023秋•鄞州区期末）为了探究滑动变阻器的电流、电压关系，某科学兴趣小组的同学按照如图甲的电路进行实验。组装好电路后，闭合开关，让滑片P从最右端开始向左滑动（滑片P到最右端的距离为x），同时观察电压表、电流表的示数，记录数据并绘制图像。电压表读数U与x的关系如图乙所示，电流表读数I与x的关系如图丙所示。下列说法正确的是（　　） A．定值电阻R0的阻值为10Ω B．x＝5cm时，R0消耗的电功率为0.045W C．滑动变阻器电阻丝没有断路时的总电阻值是18Ω D．若电流表的量程为0～3A，则此电路的最大功率可达9W 【解答】解：由图甲可知：滑动变阻器与R0串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路中电流； AB、当滑动变阻器的电阻丝有断路时，电压表测量电源电压， 由图乙可知，当x＜5cm时，电压表示数保持3.0V不变，电路中电流为0，所以电源电压为3.0V，滑动变阻器电阻丝的断路处在距变阻器最右端5cm； 当x＝5cm时，由乙、丙图可知，电压表示数U1＝2.7V，电流表示数I1＝0.15A， 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R0两端的电压： U01＝U﹣U1＝3.0V﹣2.7V＝0.3V， 由I可得，电阻R0的阻值： R02Ω，故A错误； x＝5cm时，R0消耗的电功率： P0＝U01I1＝0.3V×0.15A＝0.045W，故B正确； C、由I可得， 当x＝5cm时，滑动变阻器接入电路中的电阻为： R118Ω， 当x＝10cm时，电压表示数U2＝2.4V，电流表示数I2＝0.3A，则R28Ω， 则滑动变阻器的滑片滑动5cm时电阻的改变量是ΔR＝R1﹣R2＝18Ω﹣8Ω＝10Ω， 所以滑动变阻器没有断路时的总电阻值：R总＝R1+ΔR＝18Ω+10Ω＝28Ω，故C错误； D、当滑动变阻器滑片P在最左端，变阻器接入电路的电阻为零，电路中只有R0连入电路，此时电路中的电流最大，电路的功率最大， 电路中的最大电流：I最大1.5A＜3A，没有超过电流表的量程， 所以此电路的最大功率：P最大4.5W，故D错误。 故选：B。 [练习10] （2024•宁波模拟）如图甲所示，当开关接a时，移动滑动变阻器的滑片，根据测出的电流、电压值，画出了定值电阻R0的U﹣I图像；当开关接b时，同样根据测出的电流、电压值，画出了热敏电阻R1的U﹣I图像，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．定值电阻R0阻值为100Ω B．电阻R1的阻值随温度的升高而升高 C．将R0、R1串联在6.5V电源两端时，R1的阻值为10Ω D．将R0、R1并联在同一电源两端，调节电压使R0消耗的电功率为6.4W，则R1的功率为4.8W 【解答】解：A、由图象可知：电压和电流成正比，当U0＝2V时，I0＝0.2A， 所以定值电阻R0阻值为：R010Ω，故A错误； B、由图线可知电流的变化量ΔI大于电压的变化量ΔU，根据R可知R1的阻值随温度的升高而减小，故B错误； C、串联时电源电压为6V，电流相同，观察图可知，当电流为0.2A时，R0、R1两端的电压和正好为6V。 分析图象可知：此时R1两端的电压为U1＝4V，I1＝0.2A， R1的阻值R120Ω， 将R0、R1串联在6.5V电源两端时，R1的阻值应大于20Ω，故C错误； D、将R0、R1并联在同一电源两端，调节电压使R0消耗的电功率为6.4W， 根据P知， R0两端的电压： U0′8V， 因为R0与R1并联， 所以U1′＝U0′＝8V， 由图象可知此时：I1′＝0.6A， 故R1的功率为：P1＝U1′I1′＝8V×0.6A＝4.8W，故D正确。 故选：D。 [练习11] （2024•宁波模拟）创新小组的同学设计了一个粉尘浓度监测装置，图甲为该监测装置的简化电路图，它是通过传感器R来进行检测的，R的阻值随粉尘浓度β变化的关系如图乙所示。已知电源电压为4V，定值电阻R0的阻值为15Ω，电压表的量程为0～3V。下列分析正确的是（　　） A．电压表示数随粉尘浓度增大而减小 B．电路可测的最大粉尘度为25mg/m3 C．定值电阻R0的最大功率为0.6W D．整个电路的最小总功率为0.8W 【解答】解：A、由图甲可知该电路为串联电路，电压表测量定值电阻两端的电压，由图乙可知，随着粉尘浓度的增加，传感器R的电阻减小，所以当粉尘浓度增大时，电路中的总电阻变小，由欧姆定律得电路中的电流变大，定值电阻两端的电压变大，即电压表示数变大，故A错误； BC、因为电压表的量程为0～3V，所以当定值电阻两端电压达到电压表量程的最大值3V时，由欧姆定律得此时电路中的电流最大，即I最大0.2A， 此时的总电阻最小，即传感器R的阻值最小，粉尘浓度最大，则根据欧姆定律可得此时的总电阻为：R总20Ω； 因为定值电阻R0的阻值为15Ω，所以此时传感器R的阻值为5Ω，由图乙知此时对应的粉尘度为14mg/m3，所以电路可测的最大粉尘度为14mg/m3，故B错误； 定值电阻R0的最大功率为：P0最大＝U0最大I最大＝3V×0.2A＝0.6W，故C正确； D．由P可得电路的总功率为：P，要使电功率最小，需要传感器R的阻值最大，由图乙可知，传感器R的最大阻值为45Ω，所以电路的最小总功率为：P0.27W，故D错误。 故选：C。 [练习12] （2024•西湖区模拟）如图甲，R1为定值电阻，Rp为滑动变阻器，闭合开关，Rp的滑片从一端移动到另一端，得到电压与电流图象如图乙，下列说法正确的是（　　） A．R1阻值为1.8Ω B．电路消耗的最小功率为0.2W C．当 Rp总阻值的接入电路时，它与定值电阻消耗的功率之比为5：6 D．当电流为0.4A时，R1与Rp连入电路的阻值之比为2：1 【解答】解： 由电路图可知，定值电阻R1和滑动变阻器RP串联，电流表测电路中的电流，电压表测R1两端的电压。 （1）当滑片位于左端时，接入电路中的电阻为0，此时电流表和电压表的示数最大， 由图乙可知，电源的电压U＝3V，电路中的电流I＝0.6A， 由I可得，R1的阻值： R15Ω，故A错误； （2）当滑片位于右端时，接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，电压表的示数最小， 由图乙可知，电路中的最小电流I′＝0.2A，R1两端的电压U1＝1V， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，滑动变阻器两端的电压： UP＝U﹣U1＝3V﹣1V＝2V， 则滑动变阻器的最大阻值： RP10Ω， 电路消耗的最小功率： P小＝UI′＝3V×0.2A＝0.6W，故B错误； （3）因串联电路中各处的电流相等， 所以，当Rp总阻值的接入电路时，Rp与定值电阻消耗的功率：，故C错误； （4）当电流为0.4A时，电路的总电阻： R总7.5Ω， Rp连入电路的阻值： RP″＝R总﹣R1＝7.5Ω﹣5Ω＝2.5Ω， 所以，R1与Rp连入电路的阻值之比R1：RP″＝5Ω：2.5Ω＝2：1，故D正确。 故选：D。 [练习13] （2024•瓯海区校级模拟）两位同学在实验室利用如图（a）所示的电路测定定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录了电流表A和电压表V1的测量数据，另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据，并根据数据描绘了如图（b）所示的两条U﹣I图线，则图象中两图线的交点表示的物理意义是（　　） A．滑动变阻器的滑动触头P滑到了最右端 B．电源的输出功率最小 C．定值电阻R0上消耗的功率为0.5W D．电源的效率达到最大值 【解答】解：A、由题意可知图象乙表示电源的路端电压随电流的变化关系；图象甲表示电阻R0两端的电压随电流的变化关系；交点处说明两图象表示的电流相等，并且电压相等，故说明此时滑动变阻器短路，即滑片滑到了最左端，故A错误； B、由图象可得，R02Ω，r1Ω； 当电路中外电阻等于内电阻时，电源输出功率最大，但本题R0＞r，改变滑动变阻器时无法达到电路中内、外电阻相等，此时当外电阻越接近内电阻时，电源输出功率最大，故B错误； C、由图可知，此时电源的路端电压为1.0V，电流为0.5A，定值电阻上消耗的电功率P＝UI＝1.0V×0.5A＝0.5W，故C正确； D、电源的效率：η，故电流越小功率越大，可见滑动变阻器的滑动头P滑到最右端时效率最大，故D错误； 故选：C。 [练习14] （2024•瓯海区一模）如图甲所示，电源电压U恒为6V，R0为定值电阻。闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P从A端滑至B端的过程中，图乙是电压表的示数U随电流表示数I的变化关系，图丙是滑动变阻器的功率P随其两端电压U的变化关系，图丁是效率η（即滑动变阻器消耗的功率与电路消耗的总功率之比）随滑动变阻器电阻R（滑动变阻器滑片位于B端时的电阻表示为RB）的变化关系，则下列判断正确的是（　　） A．定值电阻R0的阻值为5Ω B．丙图b点时R的电阻为5Ω C．乙图阴影部分面积为2.88W D．滑动变阻器最大阻值6Ω 【解答】解：由甲电路图可知，滑动变阻器与定值电阻R0串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。 A、当滑片位于A端时，滑动变阻器接入电路中电阻为零，此时电路中的电流最大， 由图乙可知，电路中的最大电流I大＝3A， 由I可得，定值电阻的阻值：R02Ω，故A错误； B、当滑动变阻器接入电路中的电阻为R时，电路中电流： I， 此时滑动变阻器消耗的电功率： PR＝I2R＝（）2•R•R•R， 当R＝R0＝2Ω时，变阻器消耗的电功率最大，由图丙可知，变阻器消耗的最大功率为4.5W， 则丙图b点时R的电阻为2Ω，故B错误； D、因串联电路中各处的电流相等，且串联电路中总电阻等于各部分电阻之和， 所以，由P＝UI＝I2R可得，滑动变阻器消耗功率与电路消耗总功率之比： η100%100%100%100%100%， 当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，效率最大，由图丁可知，最大效率为80%， 则80%100%解得：R大＝8Ω，故D错误； C、由图乙可知，a点表示电路中的电流最小，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大， 此时电路中的电流I小0.6A， 此时电压表的示数UR＝I小R大＝0.6A×8Ω＝4.8V； 则乙图阴影部分面积：P＝URI小＝4.8V×0.6A＝2.88W，故C正确。 故选：C。 [练习15] （2024•舟山模拟）某同学利用电压恒定的电源，定值电阻R1、热敏电阻R2（阻值随温度升高而减小）、电磁铁、电压表连接成水温检测电路，电路原理如图甲。在电磁铁上方固定一个挂有铁块的弹簧测力计，其中某时段弹簧拉力随时间变化情况如图乙。则对各时段分析错误的是（　　） A．0～t1时段水温最低 B．t1～t2时段水温升高 C．t2﹣t3时段电路消耗的电功率最大 D．t3～t4时段电压表示数不断增大 【解答】解：由电路图可知，定值电阻与热敏电阻串联，电压表测定值电阻R0两端的电压， A、根据图乙可知，0～t1时段弹簧的拉力大小不变，且拉力最小，这说明电磁铁的磁性不变，且最弱，则电路中的电流大小不变，且最小，根据欧姆定律可知，电阻大小不变，且最大，所以此时段温度不变，且温度最低，故A正确； B、由图象可知，t1到t2时间内弹簧测力计示数增大，说明铁块受到磁力增大，线圈中的电流变大，根据欧姆定律可知电路中的总电阻减小，则热敏电阻的阻值减小；因热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小，所以，t1到t2时间内热敏电阻的阻值减小时，水温升高，故B正确； C、由图象可知，t2到t3时间弹簧测力计示数不变，说明电路中的电流不变，则热敏电阻两端电压没有改变，根据串联电路的电压特点可知，电压表的示数不变；结合B项分析可知t2时刻水温最高，电路中的电流最大，根据P＝UI可知，功率最大，故C正确； D、由图象可知，t3到t4时间内弹簧测力计示数减小，说明铁块受到磁力减小，电路中的电流减小，根据U＝IR可知，定值电阻两端电压变小，电压表示数变小，故D错误。 故选：D。 [练习16] （2024•宁波自主招生）小阳设计一个天然气泄漏检测电路，如图甲所示，R为气敏电阻，其阻值随天然气浓度变化曲线如图乙所示，R0为定值电阻，电源电压恒定不变。则下列说法正确的是（　　） A．天然气浓度增大，电压表示数变小 B．天然气浓度减小，电流表示数变大 C．天然气浓度增大，电路消耗的总功率变小 D．天然气浓度减小，电压表与电流表示数的比值不变 【解答】解：由图乙可知气敏电阻的阻值随天然气浓度的增大而减小，故由欧姆定律可得电路中电流增加，即电流表示数增大，由U0＝IR0可知，气敏电阻两端的电压会增大，即电压表的示数会变大；这时根据P＝UI可知，电路消耗的总功率变大；所以A、C说法错误； 由图乙可知气敏电阻的阻值随天然气浓度的减小而升高，故由欧姆定律可得电路中电流减小，即电流表示数减小，但是根据欧姆定律知电压表与电流表示数的比值为R0的阻值，而R0为定值电阻阻值不变，所以B说法错误，D说法正确。 故选：D。 [练习17] （2024•宁波自主招生）在图（a）所示的电路中，电源电压保持不变，R1、R2为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合电键S，将滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中，电压表V1、V2的示数随电流表A示数变化的完整图线如图（b）中①、②图线所示，在图（c）中能正确反映该过程的电压表V3随电流表A示数变化的完整图线是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：（1）将滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小， 根据I可知，电路中的电流变大； 根据U＝IR可知，R1两端的电压变大， 故①表示电压表V1、②表示电压表V2。 （2）当滑片位于左端时，R1与R2串联， 由（b）图像可知：R1两端的电压U1＝4V，通过的电流I1＝0.4A， 则R110Ω； 电源的电压U＝U1+I1R2＝4V+0.4A×R2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 当滑片位于右端时，R1、R、R2串联， 由（b）图可知，I2＝0.2A，R两端的电压UR＝3V，U1′＝2V， 则电源的电压U＝UR+U1′+I2R2＝3V+2V+0.2A×R2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 由①②两式可得：U＝6V。 （3）因V3测电源的电压与R1两端的电压之差， 所以，当U1＝4V、I1＝0.4A时，V3的示数为U﹣U1＝6V﹣4V＝2V； 当U1′＝2V、I2＝0.2A时，V3的示数为U﹣U1′＝6V﹣2V＝4V； 结合选项可知A符合，BCD不符合。 故选：A。 [练习18] （2024春•宁波期中）如图所示，电阻R1＝R2，R3＝10R1，a、b两端接上恒定电压，电流表为理想电表，则下列说法正确的是（　　） A．当滑动触头P在变阻器R3的左端时，a、b间的电阻值最大 B．当滑动触头P在变阻器R3的中间时，电流表读数最小 C．当滑动触头P接近R3的左、右端时，电流表容易被烧坏 D．当P由R3的左端滑到右端的过程中，电流表读数先由小变大，再由大变小 【解答】解：根据电路图可知，该电路为混联电路，电流表测量干路中的电流； AB、电阻R1＝R2，R3＝10R1，当滑片在的中点时，两条支路的电阻相等，则并联部分的电阻是最大的，根据欧姆定律可知，干路中的电流是最小的；根据并联电路的电流规律可知，故A错误、B正确； C、当滑动触头P接近R3的左、右端时，电路不会发生短路现象，电流表不容易被烧坏，故C错误； D、当P由R3的左端滑到右端的过程中，整个电路的电阻先变大后变小，根据欧姆定律可知，干路中的电流先变小后变大，电流表读数先变小后变大，故D错误。 故选：B。 [练习19] （2023秋•义乌市校级月考）新型PTC发热材料可以自动调节电路的电流，在生活中广泛应用。图甲是PTC调试工作电路，电源电压恒定，R0为定值电阻；RT是PTC电阻，阻值随温度变化的图像如图乙所示。闭合开关S，当温度从20℃升高到60℃的过程中，下列说法错误的是（　　） A．定值电阻R0有保护电路的作用 B．定值电阻R0两端的电压不变 C．温度为40℃时，电压表的示数最小 D．电压表与电流表示数的比值先变小后变大 【解答】解：根据电路图可知，电阻RT与定值电阻R0串联，电压表测RT两端的电压，电流表测电路中的电流； A、当RT阻值较小时，根据欧姆定律可知，电路中的电流较大，定值电阻R0有保护电路的作用，故A正确； B、闭合开关S，当温度从20℃升高到60℃的过程中，RT阻值先变小后变大，根据串联电路的分压规律可知，RT阻值两端电压先变小后变大；根据串联电路的电压规律可知，定值电阻R0两端的电压先变大后变小，故B错误； C、温度为40℃时，根据图乙可知，此时RT的阻值最小，根据串联电路的分压规律可知，电压表的示数最小，故C正确； D、根据R可知，电压表与电流表示数的比值为RT的阻值，所以比值先变小后变大，故D正确。 故选：B。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题05 动态电路与故障分析 目 录 01 题型综述 02 解题攻略 提分秘籍 知识点一、动态电路题型 知识点二、故障电路 典例剖析 题型1电路的动态分析 题型2限制性电路分析 题型3电流表、电压表在判断电路故障中的应用 03 中考练场 电路知识综合：需要学生掌握串联、并联电路的特点，欧姆定律、电功率等知识，能够根据电路故障现象，运用这些知识进行推理和判断。例如，根据串联电路中电流处处相等和欧姆定律，通过分析电流表和电压表的示数变化，判断故障位置是在电阻上还是在其他元件上。 与实际生活联系：常以家庭电路或一些简单的实际电路为背景，考查学生对电路故障的分析能力。如家庭电路中某几个用电器突然不工作了，让学生分析可能的故障原因，这就需要学生了解家庭电路的连接方式、熔断器、开关等元件的作用，以及安全用电知识等。 一、动态电路解题秘籍 1、明确电路连接方式：拿到题目后，先对电路进行简化，去掉电压表（可视为断路）和电流表（可视为导线），判断电路是串联、并联还是混联。对于复杂电路，可采用电流路径法、节点法等方法来确定连接方式。 2、分析元件变化情况：重点关注滑动变阻器滑片的移动方向、开关的通断状态以及热敏电阻、光敏电阻等特殊元件的阻值变化原因和趋势。 二、故障分析解题秘籍 串联电路：若串联电路中有一个用电器断路，则整个电路断路，所有用电器都不工作，电流表无示数，电压表若与断路的用电器并联，则电压表有示数且接近电源电压；若某个用电器短路，则其他用电器仍能工作，电路中电流会增大。 并联电路：若并联电路中某一支路断路，只会影响该支路的用电器，其他支路用电器仍能正常工作，干路电流会减小；若某一支路短路，则会导致电源短路，所有用电器都不工作，电流表可能会因电流过大而损坏。 【提分秘籍】 知识点一、动态电路题型 1、电路变化分析题 滑动变阻器引起的变化：给出一个包含滑动变阻器的电路，如串联电路中滑动变阻器与定值电阻串联，通过分析滑动变阻器滑片移动时，电路中的总电阻、电流、各用电器两端电压的变化情况。例如，当滑片向增大电阻的方向移动时，要求判断电流表和电压表的示数变化。 开关通断引起的变化：电路中存在多个开关，通过分析开关的闭合与断开，导致电路连接方式发生改变，进而分析电路中电流、电压的变化。比如，在一个有多个支路的并联电路中，当某一支路的开关闭合或断开时，分析干路电流和其他支路电流、电压的变化。 2、电表读数与故障判断题 电表读数问题：根据给定的动态电路，结合欧姆定律等知识，计算电流表、电压表的读数。可能会涉及到电路在不同状态下，如滑动变阻器处于不同阻值时，或开关处于不同通断状态时电表的读数计算。 电路故障判断：给出动态电路中电表的示数情况或用电器的工作情况，判断电路中可能存在的故障。例如，电流表无示数，电压表有示数且接近电源电压，让考生判断电路中是哪部分出现了断路或短路故障。 3、图像分析题 U - I 图像：给出动态电路中某一元件或某一部分电路的电压 - 电流（U - I）图像，要求考生根据图像分析元件的电阻变化情况、电路中的功率变化等。比如，从 U - I 图像中判断电阻是定值电阻还是可变电阻，计算在不同电压下元件的电功率。 其他物理量随时间变化图像：如给出电容充电或放电过程中，电容电压随时间变化的图像，让考生根据图像分析充电或放电的快慢、时间常数等相关物理量，或者根据图像判断电路的工作状态等。 4、计算与综合应用题 简单计算：根据动态电路的已知条件，如电源电压、电阻值等，利用欧姆定律、电功率公式等进行简单计算。例如，计算电路在某一状态下的电流、某一电阻消耗的电功率等。 综合应用：将动态电路与其他知识，如力学中的电磁感应、热学中的电热等结合起来考查。比如，在一个电磁感应产生感应电流的动态电路中，结合焦耳定律计算产生的热量，或者结合力学知识分析导体棒在磁场中的受力和运动情况等。 知识点二、动态电路解题方法 一、电路的动态分析类问题解题之前要弄清的问题 (1)在观察电路的基础上，明确滑动变阻器、定值电阻、灯泡的连接方式，电流表测通过哪个电阻或哪几个元件中的电流，电压表测哪个电阳或哪几个元件两端的电压。 (2)弄清改变电阻的方法，利用滑动变阻器改变电阻还是利用开关改变电阻。 二、电路的动态分析，按这样的顺序分析 局部电阻如何变化→总电阻如何变化→由于电源电压不变，导致电路中电流如何变化→依据U=IR分析不变的电阳两端的电压如何变化→依据U变化的电阻=U总-U不变的阻分析变化的电阻两端的电压如何变化。1.含滑动变阻器的串联电路:由于电源电压不变，按以下思路分析:滑动变阻器电阻变化→总电阻变化→电流变化→定值电阻两端电压变化→滑动变阻器两端电压变化 2.含滑动变阻器的并联电路，由于电源电压不变，且并联电路中各个支路互相独立、互不影响，所以含定值电阻的支路各量都不变化，含滑动变阻器的支路，按以下思路分析: 滑动变阻器电阳变化→本支路电阳变化→本支路电流变化→干路总电流变化 3.当开关断开与闭合时，电路中的电阻怎样变化，运用电路关系、欧姆定律，推导出电路中的电流如何变化。电路中某元件两端的电压或电功率如何变化。 知识点三、故障电路 实验电路图 故障（有且只有一处） 现象 电压表 电流表 电流表被短接 有示数 无示数 电流表处断路 无示数 无示数 电压表被短接 无示数 有示数 电压表处断路 定值电阻被短接 无示数 有示数，且示数偏大 定值电阻处断路 有示数且接近电源电压 无示数 电压表串联在电路中 滑动变阻器上面两个接线柱接入电路 移动滑片，电表示数不变，电压表示数接近电源电压 滑动变阻器下面两个接线柱接入电路 移动滑片，电表示数不变 判断思路 1.因为电压表的内阻很大，当电压表直接与用电器串联连入电路时，电路可以看断路。此时电路中的电流表示数几乎为0，电压表的示数等于电源电压(题目中最常考到)。 2.当电压表与导线并联时，电压表被短路，其读数为零。 3.电流表的内阻很小，当电流表直接与用电器并联连入电路时，可以将其看作一段导线，用电器被短路。 4.用电流表、电压表或导线来检测故障 (1)电压表并联:有示数:并联部分以外通路，并联部分断路; 无示数:并联部分以外断路或并联部分短路。 (2)电流表并联:有示数:并联部分以外通路，并联部分断路; 无示数:并联部分以外断路或并联部分短路。 (3)导线并联:有特征的用电器(电灯、电表等)不工作:并联部分断路、并联部分以外断路、并联部分短路。 【典例剖析】 题型1电路的动态分析 [例题1] （2024秋•北仑区期末）如图甲所示，电源电压恒定，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P从B端至A端的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的U﹣I图象如图乙所示，则（　　） A．电源电压为20V B．EF是电压表V1示数随电流表示数变化的图象 C．滑动变阻器的最大阻值为10Ω D．整个电路的最大功率为14.4W [例题2] （2024秋•杭州期末）如图是一种风速测定装置。其中风速表是由电压表改装而成，R为定值电阻，R1为滑动变阻器，“T”型管道的竖直管内装有可上下移动的轻质活塞，活塞通过轻质细杆和滑动变阻器的滑片相连。下列说法正确的是（　　） A．电压表的零刻度与风速表的零刻度相对应 B．风速变大时，活塞上方气压变小，活塞向上移动 C．风速变小时，R1接入电路的阻值变小，风速表示数变大 D．由该电压表改装而成的风速表，其表盘刻度是均匀的 [例题3] （2024秋•慈溪市期末）某建筑工地需要架设临时供电线路，实现照明和电加热功能。其简化电路如图所示，供电处电压U不变，从供电处到工地用长导线（有电阻）连接。闭合开关S1、S2时，加热器和照明灯同时工作。断开S2后与断开S2前相比较，则（　　） A．照明灯亮度不变 B．照明灯亮度变弱 C．长导线上消耗的电能增加 D．整个供电线路消耗的电功率变小 [例题4] （2024秋•拱墅区期末）如图甲所示电路，电源电压为4.5V且恒定不变，灯泡L的额定电压为2.5V。当闭合S和S1、断开S2，将滑动变阻器R2的滑片P从一端移至另一端，测得电流表示数随电压表示数变化情况如图乙中图线①所示。当把电压表并联在灯泡L两端，闭合S和S2断开S1，移动滑动变阻器R2的滑片P，通过灯泡L的电流随电压表示数变化情况如图乙中图线②所示。求： （1）定值电阻R1的阻值。 （2）灯泡L的额定功率。 （3）灯泡L正常工作5min的过程中，整个电路消耗的电能。 题型2限制性电路分析 [例题5] （2024秋•杭州校级月考）如图甲所示电路，电源电压不变，图乙是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压关系图象。闭合S时，电压表的示数为2V，下列判断正确的是（　　） A．电源电压为6V B．R的电阻为5Ω C．闭合S时，R消耗的电功率为3.6W D．闭合S时，电路的总功率为6W [例题6] （2024秋•慈溪市期末）有三个电阻恒定不变的灯泡，规格分别是L1“6V 6W”、L2“4V 8W”、L3“6V 3W”。小科用右图所示的电路探究灯泡发光情况。电路中电源电压12V，滑动变阻器R的规格为“2A 10Ω“，M、N为接线柱。当小科将L1接入M、N，调节滑片P位置，使L1正常发光。然后，小科将L1拆下，依次将L2、L3接入M、N。小科所有实验操作都无误，则下列分析正确的是（　　） A．P位于滑动变阻器最右端时，L1的功率为3.6W B．L1正常发光时，电流表示数为0.5A C．接L2后，无论怎样调节滑片，电路都是安全的 D．接L3后，无论怎样调节滑片，L3都不能正常发光 [例题7] （2024秋•海宁市月考）图甲中的小灯泡标有“2.7V 0.3A”字样，定值电阻R1＝10Ω。R2由三段材料不同、横截面积相同的均匀直导体EF、FG、GH连接而成，总长度为35cm，其中一段是铜导体，其电阻可忽略不计，另两段导体的阻值与自身长度成正比，P是与R2接触良好并能移动的滑动触头。只闭合S、S1时，电流表示数I与P向左移动距离x之间的关系如图乙所示。则（　　） A．小灯泡正常发光时电阻为9Ω，电源电压为9V B．只闭合S，S1时，当x＝15cm 时，电路消耗的总功率为3.6W C．只闭合S，S2，为确保灯丝不被烧坏，滑片P向左移动距离x≤9cm D．只闭合S，S2且确保灯丝不被烧坏，电路消耗的总功率最小为1.8W [例题8] （2024•绍兴三模）如图甲所示电路，电源电压恒定不变，R1为定值电阻，电流表的量程为“0～0.6A”，电压表的量程为“0～15V”，滑动变阻器R2的最大阻值为80Ω。在保证电路元件安全的情况下，缓慢移动滑片，R2消耗的电功率P与电压表示数U的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．电源电压为15V B．定值电阻R1的阻值为20Ω C．滑动变阻器R2的调节范围为20Ω～50Ω D．电路消耗总功率的最小值为10.8W 题型3电流表、电压表在判断电路故障中的应用 [例题9] （2024•宁波自主招生）如图所示的家庭照明电路，已知其中一只灯泡的灯头接线处存在故障。电工师傅为查明故障，在保险丝处接入一只“220 V 40W”的灯泡L0。当只闭合开关S、S1时，灯泡L0和L1都呈暗红色（比正常发光状态暗得多）；当只闭合开关S、S2时，灯泡L0正常发光，L2不发光。由此可以确定（　　） A．L1灯头接线处断路 B．L1灯头接线处短路 C．L2灯头接线处断路 D．L2灯头接线处短路 [例题10] （2024春•杭州期中）风筝线散落在高压电路上会导致线路短路，致使线路跳闸并引发大面积停电，不仅会损坏电力设备，而且会影响社会及居民正常用电，有时甚至威胁人身安全。下列电路能解释上述现象的是（　　） A． B． C． D． [例题11] （2024春•上城区校级期中）如图是某居民家中的部分电路图，开始时各部分工作正常。将一只大功率电器的插头插入插座后，L2突然熄灭，大功率电器也没有工作，只有指示灯L1仍然发光。拔出电器插头，用测电笔分别检测B、C两点和插座的左、右插孔时，氖管都不发光。若电路中只有一处发生了故障，故障最有可能的是（　　） A．装在A点左侧的导线发生了断路 B．装在A、B间的导线发生了断路 C．装在B点右侧的导线发生了断路 D．装在C、D间的导线发生了断路 [练习1] （2024秋•西湖区校级期末）电工师傅常用一只标有“220V 0.2A”的灯泡L0（检验灯泡）取代保险丝来检查新安装的照明电路中每个支路的情况，如图所示。当只闭合S、S1时L0不亮；当只闭合S、S2时，L0和L2都呈暗红色；当只闭合S、S3时，L0正常发光。由此可以判断（　　） A．L1所在的支路短路 B．L2所在的支路断路 C．L3所在的支路短路 D．各支路均完好 [练习2] （2024秋•临平区校级月考）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 [练习3] （2024秋•萧山区月考）在如图所示的电路中，当闭合开关S后，发现只有一个灯泡亮，造成这种情况的原因可能是（　　） A．灯泡L2短路，电压表没有读数 B．灯泡L2断路，电流表没有读数 C．灯泡L1断路，电压表没有读数 D．灯泡L1短路，电流表没有读数 [练习4] （2024春•宁波期末）小英在做探究串联电路电流关系的实验时，连接了图所示的电路。她闭合开关S后，发现灯泡L1和L2都不亮，电流表无示数。为了排除电路故障，小英用量程为0～3V的电压表进行检查判断。她将电压表的正、负接线柱依次正确连接，对应出现的电压表示数如右表所示。据以上信息，可判断电路故障可能是灯泡（　　） 电压表正、负接线柱的连接情况 电压表 示数/V 电源两端 3 开关S两端 0 灯泡L1两端 3 灯泡L2两端 0 A．灯泡L1短路 B．灯泡L2短路 C．灯泡L1断路 D．灯泡L2断路 [练习5] （2024春•玉环市期末）如图所示的家庭电路中，闭合开关后灯泡不亮。用试电笔检测插座的两孔，发现只有插入右孔时氖管才发光。用试电笔检测A点氖管发光，检测B点氖管不发光。发生这一现象的原因可能是（　　） A．灯丝断了 B．零线断路 C．开关接触不良 D．插座短路 [练习6] （2024秋•婺城区期末）如图甲是一种新型的生活小家电——蒸蛋器，它能最大程度保证鸡蛋的营养成分不被破坏和流失。图乙为它的原理图，每次使用时需向蒸蛋器内加入一定量的水，当水烧干后，温控开关自动断开，鸡蛋即可蒸熟。下列有关说法中不正确的是（　　） A．该发热器是利用电流的热效应工作的 B．该发热器正常工作时的电阻为121Ω C．指示灯正常工作时，通过指示灯的电流为0.01A D．蒸鸡蛋时发热器消耗的电能等于鸡蛋增加的内能 [练习7] （2024•嘉兴模拟）在研究电流与电压关系的实验中，小科同学根据得到的实验数据绘制了电阻R1和R2的I﹣U图象（如图），下列有关分析正确的是（　　） A．R1与R2的阻值之比是1：2 B．R1与R2串联接时，R1消耗的功率比R2大 C．R1与R2并联接时，R1和R2消耗的功率相等 D．R1与R2串联接时，通过R1与R2的电流之比是2：1 [练习8] （2024秋•宁波月考）标有“6V 1.5W”的灯泡，通过它的电流随其两端电压变化的物理图象如图所示，若把这只灯泡与一个10Ω的定值电阻串联起来，接在电压为6V的电源两端。则下列说法中正确的是（　　） A．此时该灯泡的电阻为24Ω B．此时通过定值电阻的电流为0.25A C．此时电路的实际总功率为1.2W D．此时灯泡的额定功率为0.8W [练习9] （2023秋•鄞州区期末）为了探究滑动变阻器的电流、电压关系，某科学兴趣小组的同学按照如图甲的电路进行实验。组装好电路后，闭合开关，让滑片P从最右端开始向左滑动（滑片P到最右端的距离为x），同时观察电压表、电流表的示数，记录数据并绘制图像。电压表读数U与x的关系如图乙所示，电流表读数I与x的关系如图丙所示。下列说法正确的是（　　） A．定值电阻R0的阻值为10Ω B．x＝5cm时，R0消耗的电功率为0.045W C．滑动变阻器电阻丝没有断路时的总电阻值是18Ω D．若电流表的量程为0～3A，则此电路的最大功率可达9W [练习10] （2024•宁波模拟）如图甲所示，当开关接a时，移动滑动变阻器的滑片，根据测出的电流、电压值，画出了定值电阻R0的U﹣I图像；当开关接b时，同样根据测出的电流、电压值，画出了热敏电阻R1的U﹣I图像，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．定值电阻R0阻值为100Ω B．电阻R1的阻值随温度的升高而升高 C．将R0、R1串联在6.5V电源两端时，R1的阻值为10Ω D．将R0、R1并联在同一电源两端，调节电压使R0消耗的电功率为6.4W，则R1的功率为4.8W [练习11] （2024•宁波模拟）创新小组的同学设计了一个粉尘浓度监测装置，图甲为该监测装置的简化电路图，它是通过传感器R来进行检测的，R的阻值随粉尘浓度β变化的关系如图乙所示。已知电源电压为4V，定值电阻R0的阻值为15Ω，电压表的量程为0～3V。下列分析正确的是（　　） A．电压表示数随粉尘浓度增大而减小 B．电路可测的最大粉尘度为25mg/m3 C．定值电阻R0的最大功率为0.6W D．整个电路的最小总功率为0.8W [练习12] （2024•西湖区模拟）如图甲，R1为定值电阻，Rp为滑动变阻器，闭合开关，Rp的滑片从一端移动到另一端，得到电压与电流图象如图乙，下列说法正确的是（　　） A．R1阻值为1.8Ω B．电路消耗的最小功率为0.2W C．当 Rp总阻值的接入电路时，它与定值电阻消耗的功率之比为5：6 D．当电流为0.4A时，R1与Rp连入电路的阻值之比为2：1 [练习13] （2024•瓯海区校级模拟）两位同学在实验室利用如图（a）所示的电路测定定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录了电流表A和电压表V1的测量数据，另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据，并根据数据描绘了如图（b）所示的两条U﹣I图线，则图象中两图线的交点表示的物理意义是（　　） A．滑动变阻器的滑动触头P滑到了最右端 B．电源的输出功率最小 C．定值电阻R0上消耗的功率为0.5W D．电源的效率达到最大值 [练习14] （2024•瓯海区一模）如图甲所示，电源电压U恒为6V，R0为定值电阻。闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P从A端滑至B端的过程中，图乙是电压表的示数U随电流表示数I的变化关系，图丙是滑动变阻器的功率P随其两端电压U的变化关系，图丁是效率η（即滑动变阻器消耗的功率与电路消耗的总功率之比）随滑动变阻器电阻R（滑动变阻器滑片位于B端时的电阻表示为RB）的变化关系，则下列判断正确的是（　　） A．定值电阻R0的阻值为5Ω B．丙图b点时R的电阻为5Ω C．乙图阴影部分面积为2.88W D．滑动变阻器最大阻值6Ω [练习15] （2024•舟山模拟）某同学利用电压恒定的电源，定值电阻R1、热敏电阻R2（阻值随温度升高而减小）、电磁铁、电压表连接成水温检测电路，电路原理如图甲。在电磁铁上方固定一个挂有铁块的弹簧测力计，其中某时段弹簧拉力随时间变化情况如图乙。则对各时段分析错误的是（　　） A．0～t1时段水温最低 B．t1～t2时段水温升高 C．t2﹣t3时段电路消耗的电功率最大 D．t3～t4时段电压表示数不断增大 [练习16] （2024•宁波自主招生）小阳设计一个天然气泄漏检测电路，如图甲所示，R为气敏电阻，其阻值随天然气浓度变化曲线如图乙所示，R0为定值电阻，电源电压恒定不变。则下列说法正确的是（　　） A．天然气浓度增大，电压表示数变小 B．天然气浓度减小，电流表示数变大 C．天然气浓度增大，电路消耗的总功率变小 D．天然气浓度减小，电压表与电流表示数的比值不变 [练习17] （2024•宁波自主招生）在图（a）所示的电路中，电源电压保持不变，R1、R2为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合电键S，将滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中，电压表V1、V2的示数随电流表A示数变化的完整图线如图（b）中①、②图线所示，在图（c）中能正确反映该过程的电压表V3随电流表A示数变化的完整图线是（　　） A． B． C． D． [练习18] （2024春•宁波期中）如图所示，电阻R1＝R2，R3＝10R1，a、b两端接上恒定电压，电流表为理想电表，则下列说法正确的是（　　） A．当滑动触头P在变阻器R3的左端时，a、b间的电阻值最大 B．当滑动触头P在变阻器R3的中间时，电流表读数最小 C．当滑动触头P接近R3的左、右端时，电流表容易被烧坏 D．当P由R3的左端滑到右端的过程中，电流表读数先由小变大，再由大变小 [练习19] （2023秋•义乌市校级月考）新型PTC发热材料可以自动调节电路的电流，在生活中广泛应用。图甲是PTC调试工作电路，电源电压恒定，R0为定值电阻；RT是PTC电阻，阻值随温度变化的图像如图乙所示。闭合开关S，当温度从20℃升高到60℃的过程中，下列说法错误的是（　　） A．定值电阻R0有保护电路的作用 B．定值电阻R0两端的电压不变 C．温度为40℃时，电压表的示数最小 D．电压表与电流表示数的比值先变小后变大 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$