内容正文:
重难01 电路故障分析判断(重难训练)
内容导航
第一部分 重难考向解读
核心模块 重难考向 考法解读/考向预测
第二部分 重难要点剖析
要点梳理 典例验知 技巧点拨 类题夯基
模块01 串联电路故障分析
模块02 并联电路故障分析
第三部分 重难提分必刷
重●难●考●向●解●读
核心模块
重难考向
考法解读/预测
模块01
串联电路故障分析
串联电路中的故障主要分为两类:短路和断路,需结合电路连接方式分析。
(1)断路:电流路径中断,整个电路无电流,所有用电器不工作。此时:
电流表无示数;电压表可能有示数(接近电源电压),则被测部分断路(电压表相当于直接连电源)。
(2)短路:电流绕过某元件形成低阻通路。此时被短路的用电器不工作,但通过其他用电器的电流变大,若是小灯泡的话,可能更亮;电压表并联在短路元件两端, 则示数为0。
安徽中考物理中,电路故障分析是电学部分的重点与难点,主要考查学生对串并联电路特性、欧姆定律以及电表使用逻辑的综合理解。这类题目通常以实验电路为背景,通过观察灯泡亮灭、电流表和电压表示数变化来判断故障性质(短路或断路)及位置(发生在哪个元件上)。掌握核心思路和解题“口诀”,能有效提升解题准确率。
电路故障分析判断仍然是安徽中考的高频考点,难度一般。常以选择题或结合电学实验探究题为主要考查方式。可能与电路分析、计算一起考。
模块02
并联电路故障分析
支路断路:仅该支路无电流,不影响其他支路;但是总电流变小。
支路短路:导致电源短路,通常会引起保险丝熔断或开关跳闸,全电路瘫痪。所以并联电路一般不考复杂短路题,但需理解其危险性。
重●难●要●点●剖●析
模块01 串联电路故障分析
要点梳理
一、串联电路故障简介
1.串联电路发生的故障在大多情况下,都是用电器(小灯或电阻)出现了短路和断路。短路实际上就是它的电阻减小变为零(相当于一条导线);断路就是该处电阻变为无穷大(相当于断开的开关),该处无电流通过。
2.串联电路的单故障
如下图所示,小灯与电阻串联,发生单故障时(即“一好一坏”)有四种情况:R断路;R短路;L断路;L短路。
3.串联电路的双故障(一般情况下不考)
串联电路双故障有3种情况:R和L都断路;R断路且L短路;R短路且L断路。
二、电路故障对于电流表、电压表示数的影响
如图所示,电源电压为U0,电阻R和电灯串联接入电路,闭合开关后,电路正常工作,小灯发光;过一段时间,R1或R2有一个出现故障,分析电流表、电压表示数的变化情况。
(1)当电灯L短路时,此时的电路等效于图1;此时RL=0,电流表A的示数为:I=U/R,电压表V的示数为电源电压U0,小灯不发光;
图1 图2
(2)当电灯L断路时,此时的电路等效于图2;此时电路断开,所以电流表A的示数为0,电压表V的示数为0,小灯不发光;
(3)当电阻R短路时,此时的电路等效于图3;此时R=0,电流表A的示数为I=U/RL;电压表被短路,示数为0,小灯发光。
图3 图4
(4)当电阻R断路时,此时的电路等效于图4;电压表与灯串联在电路中,因为电压表V自身的电阻很大,几乎不通电,所以电路中无电流,电流表A的示数为0;电源电压基本被电压表分掉,可以认为电压表的示数为电源电压U,此时小灯不发光。
三、串联电路故障情况一览表(仅以图示电路分析)
电路图
电表示数
故障
A
V1
V2
有示数
无示数
有示数(电源电压)
R1短路
有示数
有示数(电源电压)
无示数
R2短路
无示数
有示数(电源电压)
无示数
R1断路
无示数
无示数
有示数(电源电压)
R2断路
典例验知
【典例01】如图所示,电源电压为U0且保持不变,小灯L和滑动变阻器R滑的最大阻值均为R0,a、b、c是变阻器R滑上的三个接线柱。现将MN端分别与变阻器的两个接线柱相连。
(1)闭合开关,向左滑动滑片时,若小灯变暗,则:
① 滑动变阻器接入的接线柱为 ;(选填:A. B.)
② 此过程中电压表的示数是 (选填:A.减小 B.不变 C.增大)。
(2)闭合开关,将变阻器滑片P移至中点时,若观察到小灯熄灭,电流表有示数,已知电路中只有一处故障,且只发生在小灯或变阻器R滑上,则:
①该电路的故障类型为 (选填:A.开路 B.短路);
② 请写出此时的电压表、电流表示数及其对应的故障 。
技巧点拨
1.在分析时,电流表的电阻可以认为是零(即把它当作一条导线处理);电压表的电阻可以认为为无穷大(即把它当作断路处理)。
2.利用欧姆定律和串、并联电路规律分析,电源电压可以认为是不变的。
3. 注意在写电表示数情况时,有两种典型情况:一是根据题目要求写变化情况,如“变大”、“变小”或“不变”等;二是要写示数具体多大,通过计算得出,大多用给出的已知字母表示。
4. 大多数题目,根据电表示数的变化情况或小灯的发光情况进行分析判断。
5. 电压表定位法:若电压表并联在某元件两端,其示数≈电源电压 → 该元件断路;
若示数为0 → 该元件短路或未与电源形成通路。
6. 电流表辅助法:若电流表无示数 → 主回路断路(必有元件断开);
若电流表有示数但异常偏大 → 存在局部短路。
7. 替换法操作规范:用相同阻值的完好电阻替换疑似故障电阻;
若替换后电流表恢复示数 → 原电阻断路;
若替换后电压表示数不变 → 原电阻短路。
类题夯基
1.(2026·安徽阜阳·一模)如图所示电路,电源电压保持不变,开关S闭合后,电压表均有示数。某时刻该电路发生故障,其中一个电压表的示数减小,若故障只发生在电阻R或灯泡L处,则可能是( )
A.电压表的示数减小,电阻R断路
B.电压表的示数减小,电阻R短路
C.电压表的示数减小,灯泡L断路
D.电压表的示数减小,灯泡L短路
2.(2025·安徽合肥·三模)如图所示,电源为两节新干电池串联使用,开关闭合后灯泡发光,两个电表均有示数。调节滑动变阻器滑片到某处时,灯泡突然熄灭,两个电表一个示数变大,一个示数变小。则电路可能出现的故障为( )
A.电源电压突然降低
B.若是电压表示数变大,则是灯泡发生了短路
C.滑动变阻器短路
D.若是电流表示数变大,则是灯泡发生了短路
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.(2023·四川巴中·中考真题)在探究“小灯泡电功率”的实验中,设计了如图所示的电路图。正确连接电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表始终无示数,电压表有示数且接近电源电压,则电路中可能存在的故障是( )
A.灯泡L短路 B.灯泡L断路
C.电阻短路 D.电阻断路
5.(2022·安徽阜阳·模拟预测)小涛利用如图所示的装置“探究电流与电阻的关系”,正确连接电路后,闭合开关,发现移动滑动变阻器的滑片P,电流表、电压表均有示数且不变,则电路存在的故障可能是( )
A.定值电阻短路 B.定值电阻断路
C.滑动变阻器断路 D.滑动变阻器短路
模块02 并联电路故障分析
要点梳理
一、并联电路故障简介
并联电路只能发生断路,共有三种情况(以图为例):R1断路;R2断路;R1和R2都断路。
R2
A2
A
R1
S
A1
V
三、并联电路故障情况一览表(仅以图示电路分析)
电路图
电表示数变化情况
故障
A
A1
A2
V
变小
变小
不变
不变
R1断路
变小
不变
变小
不变
R2断路
变小
变小
不变
不变
R1、R2断路
典例验知
【典例01】如图所示的电路中,电源电压为U0且保持不变,电阻R1、R2的阻值均为R0。闭合开关S后,电流表的示数不为零。
(1)根据上述现象,电路可能存在的情况有( )(多选)
A.电阻R1开路 B.电阻R2开路
C.电阻R1、R2均开路 D.电路正常,各元件均完好
(2)若电路中仅有一处故障,且只发生在R1或R2上。现用另一完好的阻值为R0的电阻R3去替换R1。请写出闭合开关S后,电流表的示数及相应的故障 。
技巧点拨
分析此类题目常用到的方法
1. 并联电路中,各条支路互不影响,干路的电流等于各支路中的电流之和 I=I1+I2。移动变阻器的滑片时,电流表A2示数的变化量与电流表A示数的变化量是相等的。
2. 电压表的示数是电源电压。在电路接通时,无论电路中哪个用电器发生断路故障,电压表的示数都是不变的。
3. 电流表A1、A2分别测量R1、R2支路中的电流,电流表A测量干路中的电流。无论哪个用电器发生断路故障,电流表A的示数一定发生变化(变小)。
类题夯基
1.(25-26九年级上·湖北宜昌·期中)如图所示,电源电压不变,闭合开关S,灯泡L1和L2都发光,一段时间后,其中一个灯泡突然熄灭,而电流表和电压表的示数都不变,产生这一现象的原因可能是( )
A.灯泡L1断路 B.灯泡L1短路 C.灯泡L2断路 D.灯泡L2短路
2.(2025·北京·三模)如图所示,电源两端电压保持不变,定值电阻。闭合开关,关于该电路,下列说法正确的是( )
A.通过的电流小于通过的电流 B.的电功率小于的电功率
C.若发生断路,仍可工作 D.若发生短路,仍可工作
3.(24-25九年级上·重庆九龙坡·期中)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关时,电流表A有示数。一段时间后电流表A的示数变大,则以下情况可能的是( )
A.可能是R1发生了断路 B.可能是滑片P向左移
C.可能R2的PC部分发生了短路 D.可能是bd间发生了断路
4.(2025九年级·全国·专题练习)在图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1、R2的阻值均为R0。闭合开关S,电路正常工作,电压表示数为U0,则电源电压为_____。一会儿后,电路发生了故障,电压表的示数由U0变为2U0,电流表有示数,若电路中仅有一处故障,且只发生在R1、R2上,根据以上信息,电路对应的故障为______。
5.(2025·上海奉贤·一模)在如图所示的电路中,电源电压为U且保持不变,闭合开关S后,电路正常工作。一段时间后,电流表A的示数变小,已知故障只有一处,且发生在电阻R1或R2上,则此时电压表V的示数为______,故障可能是______。若选择一个完好的定值电阻R替换R2,并观察比较电流表替换前、后示数,则电阻R需要满足一定的条件才能确定故障。若R大于R2,判断能否确定故障并说明理由________________________________________。
重●难●提●分●必●刷
一、填空题
1.(2021·安徽·模拟预测)如图所示,当开关S闭合时,两灯均发光。经过一段时间后有一盏灯熄灭,电流表A的示数变小,且滑片P无论怎样滑动,电流表A的示数都不发生变化,由此判断,电路的故障是___________。
二、单选题
2.(2023·安徽阜阳·一模)小军设计的模拟调光台灯电路如图所示,电源电压保持不变。闭合开关,回形针向左移动时,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变小,电压表示数变大,小灯泡变暗
B.电流表示数变小,电压表示数变小,小灯泡变暗
C.电流表示数变大,电压表示数变大,小灯泡变亮
D.电流表示数变大,电压表示数变小,小灯泡变亮
3.(2022·安徽合肥·模拟预测)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,某个电表的示数变大。若电路中只有一处故障,且只发生在电灯L1或L2处,则下列判断中正确的是( )
A.若电压表V示数变大,则电灯L1断路
B.若电压表V示数变大,则电灯L2短路
C.若电流表A示数变大,则电灯L1断路
D.若电流表A示数变大,则电灯L2短路
4.(2022·山东泰安·中考真题)如图所示电路中,电源电压恒定。闭合开关,电路正常工作一段时间后,灯泡突然熄灭,电路中只有两个电表有示数。电阻或灯泡仅有一个出现了故障,其它元件均完好。下列说法中( )
①可能灯泡断路 ②可能灯泡短路
③可能电阻断路 ④可能电阻短路
A.只有①②正确 B.只有③④正确
C.只有②④正确 D.只有①③正确
5.(2022·安徽芜湖·二模)如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S,L1、L2均正常发光。一段时间后,两个电表的示数都变大,如果只有L1或L2一处发生了故障,则下列判断正确的是( )
A.L1短路 B.L2短路 C.L1断路 D.L2断路
6.(2022·安徽·模拟预测)如图所示的电路中,闭合开关S后,灯泡L1、L2都正常发光。一段时间后,L1突然熄灭,其中一个电表示数增大,另一个电表示数减小。则电路可能存在的故障是( )
A.灯泡L1开路 B.灯泡L1短路 C.灯泡L2开路 D.灯泡L2短路
7.(2022·安徽亳州·二模)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关电路正常工作,一段时间后,发现电路两个电表中有一个示数突然变大,另一个示数突然变小,电阻R1或R2有一处发生故障,其他元件仍保持完好。下列判断中正确的是( )
A.一定是R1短路 B.一定是R2短路
C.可能是R1断路 D.可能是R2断路
8.(2022·安徽合肥·二模)如图所示的电路中,闭合开关后,三灯都不亮,用电压表检测电源正负两极电压是6V,L1两端电压是6V,下列对电路故障的判断,正确的是( )
A.可能是正极与开关S之间断路 B.可能是L1断路
C.可能是L2或L3短路 D.可能是L2或L3断路
9.(2022·安徽安庆·一模)某实验小组用如图所示的电路进行实验,下列分析正确的是( )
A.电路中R1、R2串联
B.实验中,滑动变阻器的滑片可以任意滑动
C.将R2的滑片向右移动,电压表V与电流表A1的示数比值变大
D.实验中,若一只电表示数突然变小,另两只电表示数不变,则可能是R2断路
三、实验题
10.(2025·安徽宣城·三模)如图所示是测量额定电压为的小灯泡电功率的实验电路图,电源电压为保持不变。
(1)小明按照设计好的电路图连接电路,连接完最后一根导线后,小明立即闭合开关,发现小灯泡异常明亮,在此操作过程中他漏掉的一个重要操作步骤是_____;
(2)电路连接正确后进行实验,若实验中电压表突然短路,则电流表示数将_____(选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)经检查发现,电压表选用的量程已损坏,而另一量程完好,某同学将电压表并联在滑动变阻器的两端。调节滑动变阻器滑片至某一位置,读出电压表示数为,电流表示数为,完成了实验,则小灯泡的额定功率为_____。
11.(2025·安徽滁州·三模)小明在做“测量小灯泡电功率”的实验时,使用的器材有电压恒为3V的电源、额定电压为2.5V的小灯泡、规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器。
(1)如图甲所示,闭合开关后,小明看到只有电压表有示数,经检查发现有根导线连接错误。请在错误导线上打“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确;
(2)改正错误后,小明移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示。要测量小灯泡的额定功率,他应将滑片适当向______(选填“左”或“右”)滑动;
(3)实验中,小明发现电流表指针突然变为零,电压表示数接近3V,出现这些现象的原因可能是______;
(4)小明测量多组数据后绘制出小灯泡的图像如图丙所示,根据图像可知小灯泡的额定功率为______W。
12.(2025·安徽合肥·二模)在测量电阻的实验中,小明设计了实验电路并进行连接,如图甲所示。
(1)图甲是小明接好的实物连接图,其中有一条导线连接错误,该导线是第___________条(选填图中导线序号);
(2)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数为时,电流表示数如图乙所示,则未知电阻___________;
(3)若实验中只有一个电压表和一个已知阻值为的定值电阻,小明设计了如图丙所示的电路,同样可以测量未知电阻的阻值:
①闭合开关、断开开关,用电压表测出待测电阻两端的电压为;
②再闭合开关,记下此时电压表读数为;
③请写出未知电阻阻值表达式:___________(用、和表示)。
(4)小明在图甲电路中将电阻换为额定电压为的小灯泡,测量小灯泡额定功率。连好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数。接下来应进行的操作是___________(选填A、B、C)。
A.断开开关,更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光
13.(2024·安徽合肥·一模)小明在探究“电流与电阻关系”的实验时,连接了如图甲所示的实物图。
(1)用笔画线代替导线,将图甲的实验电路连接完整_________。
(2)连接好电路,闭合开关,发现电流表示数为0,电压表示数较大,则电路可能存在的故障为__________(选填“电流表断路”“R短路”或“R断路”)。
(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片P,分别记录电压表和电流表示数,根据实验数据绘出了图像,如图乙所示,则本次实验中电阻R两端的电压为__________V。
(4)小明利用此电路图可以测量未知电阻的阻值。将未知电阻替换电阻R,移动滑动变阻器滑片P,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图丙所示,则未知电阻的阻值为__________Ω。
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重难01 电路故障分析判断(重难训练)
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第一部分 重难考向解读
核心模块 重难考向 考法解读/考向预测
第二部分 重难要点剖析
要点梳理 典例验知 技巧点拨 类题夯基
模块01 串联电路故障分析
模块02 并联电路故障分析
第三部分 重难提分必刷
重●难●考●向●解●读
核心模块
重难考向
考法解读/预测
模块01
串联电路故障分析
串联电路中的故障主要分为两类:短路和断路,需结合电路连接方式分析。
(1)断路:电流路径中断,整个电路无电流,所有用电器不工作。此时:
电流表无示数;电压表可能有示数(接近电源电压),则被测部分断路(电压表相当于直接连电源)。
(2)短路:电流绕过某元件形成低阻通路。此时被短路的用电器不工作,但通过其他用电器的电流变大,若是小灯泡的话,可能更亮;电压表并联在短路元件两端, 则示数为0。
安徽中考物理中,电路故障分析是电学部分的重点与难点,主要考查学生对串并联电路特性、欧姆定律以及电表使用逻辑的综合理解。这类题目通常以实验电路为背景,通过观察灯泡亮灭、电流表和电压表示数变化来判断故障性质(短路或断路)及位置(发生在哪个元件上)。掌握核心思路和解题“口诀”,能有效提升解题准确率。
电路故障分析判断仍然是安徽中考的高频考点,难度一般。常以选择题或结合电学实验探究题为主要考查方式。可能与电路分析、计算一起考。
模块02
并联电路故障分析
支路断路:仅该支路无电流,不影响其他支路;但是总电流变小。
支路短路:导致电源短路,通常会引起保险丝熔断或开关跳闸,全电路瘫痪。所以并联电路一般不考复杂短路题,但需理解其危险性。
重●难●要●点●剖●析
模块01 串联电路故障分析
要点梳理
一、串联电路故障简介
1.串联电路发生的故障在大多情况下,都是用电器(小灯或电阻)出现了短路和断路。短路实际上就是它的电阻减小变为零(相当于一条导线);断路就是该处电阻变为无穷大(相当于断开的开关),该处无电流通过。
2.串联电路的单故障
如下图所示,小灯与电阻串联,发生单故障时(即“一好一坏”)有四种情况:R断路;R短路;L断路;L短路。
3.串联电路的双故障(一般情况下不考)
串联电路双故障有3种情况:R和L都断路;R断路且L短路;R短路且L断路。
二、电路故障对于电流表、电压表示数的影响
如图所示,电源电压为U0,电阻R和电灯串联接入电路,闭合开关后,电路正常工作,小灯发光;过一段时间,R1或R2有一个出现故障,分析电流表、电压表示数的变化情况。
(1)当电灯L短路时,此时的电路等效于图1;此时RL=0,电流表A的示数为:I=U/R,电压表V的示数为电源电压U0,小灯不发光;
图1 图2
(2)当电灯L断路时,此时的电路等效于图2;此时电路断开,所以电流表A的示数为0,电压表V的示数为0,小灯不发光;
(3)当电阻R短路时,此时的电路等效于图3;此时R=0,电流表A的示数为I=U/RL;电压表被短路,示数为0,小灯发光。
图3 图4
(4)当电阻R断路时,此时的电路等效于图4;电压表与灯串联在电路中,因为电压表V自身的电阻很大,几乎不通电,所以电路中无电流,电流表A的示数为0;电源电压基本被电压表分掉,可以认为电压表的示数为电源电压U,此时小灯不发光。
三、串联电路故障情况一览表(仅以图示电路分析)
电路图
电表示数
故障
A
V1
V2
有示数
无示数
有示数(电源电压)
R1短路
有示数
有示数(电源电压)
无示数
R2短路
无示数
有示数(电源电压)
无示数
R1断路
无示数
无示数
有示数(电源电压)
R2断路
典例验知
【典例01】如图所示,电源电压为U0且保持不变,小灯L和滑动变阻器R滑的最大阻值均为R0,a、b、c是变阻器R滑上的三个接线柱。现将MN端分别与变阻器的两个接线柱相连。
(1)闭合开关,向左滑动滑片时,若小灯变暗,则:
① 滑动变阻器接入的接线柱为 ;(选填:A. B.)
② 此过程中电压表的示数是 (选填:A.减小 B.不变 C.增大)。
(2)闭合开关,将变阻器滑片P移至中点时,若观察到小灯熄灭,电流表有示数,已知电路中只有一处故障,且只发生在小灯或变阻器R滑上,则:
①该电路的故障类型为 (选填:A.开路 B.短路);
② 请写出此时的电压表、电流表示数及其对应的故障 。
【答案】(1)B,A;(1)B,见解析
【解析】(1)闭合开关,灯泡和滑动变阻器串联,电流表测电路电流,电压表测灯泡两端电压。向左滑动滑片P时,若小灯L变暗,则电路电流变小,根据欧姆定律可知,总电阻变大,则滑动变阻器接入电路的阻值变大,可将滑动变阻器的ac接线柱接入电路,故A不符合题意,B符合题意。故选B。
滑动变阻器接入的电阻变大,根据串联分压原理可知,滑动变阻器两端的电压变大,则小灯泡两端的电压变小,即电压表的示数减小,故A符合题意,BC不符合题意。故选A。
(2)由图可知,该电路为串联电路,闭合开关,将变阻器滑片P移至中点时,观察到小灯L熄灭,而电流表A有示数,说明电路接通,则不可能是开路,所以该电路的故障类型为短路,故A不符合题意,B符合题意。故选B。
由上述分析可知,故障为短路,现已知电路中只有一处故障,且只发生在小灯L或变阻器R滑上,现小灯泡熄灭,说明电路故障为小灯泡短路,此时电压表相当于测量一段导线两端的电压,故电压表的示数为0V,根据欧姆定律可知,电流表示数
即此时的电压表、电流表示数分别为0V、2U0/R0,对应的故障为小灯泡短路。
技巧点拨
1.在分析时,电流表的电阻可以认为是零(即把它当作一条导线处理);电压表的电阻可以认为为无穷大(即把它当作断路处理)。
2.利用欧姆定律和串、并联电路规律分析,电源电压可以认为是不变的。
3. 注意在写电表示数情况时,有两种典型情况:一是根据题目要求写变化情况,如“变大”、“变小”或“不变”等;二是要写示数具体多大,通过计算得出,大多用给出的已知字母表示。
4. 大多数题目,根据电表示数的变化情况或小灯的发光情况进行分析判断。
5. 电压表定位法:若电压表并联在某元件两端,其示数≈电源电压 → 该元件断路;
若示数为0 → 该元件短路或未与电源形成通路。
6. 电流表辅助法:若电流表无示数 → 主回路断路(必有元件断开);
若电流表有示数但异常偏大 → 存在局部短路。
7. 替换法操作规范:用相同阻值的完好电阻替换疑似故障电阻;
若替换后电流表恢复示数 → 原电阻断路;
若替换后电压表示数不变 → 原电阻短路。
类题夯基
1.(2026·安徽阜阳·一模)如图所示电路,电源电压保持不变,开关S闭合后,电压表均有示数。某时刻该电路发生故障,其中一个电压表的示数减小,若故障只发生在电阻R或灯泡L处,则可能是( )
A.电压表的示数减小,电阻R断路
B.电压表的示数减小,电阻R短路
C.电压表的示数减小,灯泡L断路
D.电压表的示数减小,灯泡L短路
【答案】B
【解析】A.由图可知,灯泡L和电阻R串联,开关S闭合后,电压表V1测电阻R两端的电压,电压表测的是电源电压。电阻R断路时,电路无电流,根据欧姆定律可知,灯泡L两端电压为0。此时V1串联在电路中,示数接近电源电压U,故电压表的示数增大,故A不符合题意;
B.电阻R短路时,电压表与电阻R并联,则电压表V1也被短路,故电压表V1示数变为0,即V1示数减小;V2仍测电源电压,示数不变,故B符合题意;
CD.电阻R或灯泡L单独故障不会影响电源电压,即电源电压不变,所以电压表的示数不会变,故CD不符合题意。
故选B。
2.(2025·安徽合肥·三模)如图所示,电源为两节新干电池串联使用,开关闭合后灯泡发光,两个电表均有示数。调节滑动变阻器滑片到某处时,灯泡突然熄灭,两个电表一个示数变大,一个示数变小。则电路可能出现的故障为( )
A.电源电压突然降低
B.若是电压表示数变大,则是灯泡发生了短路
C.滑动变阻器短路
D.若是电流表示数变大,则是灯泡发生了短路
【答案】D
【解析】如图所示,灯泡与滑动变阻器串联,电压表与灯泡并联,电压表测量灯泡两端电压。
A.根据欧姆定律可知,在总电阻不变的情况下,若电源电压突然降低,则电路中电流变小,小灯泡两端的电压变小,故电压表与电流表的示数均变小,故A不符合题意;
B.根据欧姆定律可知,若电压表示数变大,则经过灯泡的电流也会变大,故电流表与电压表示数均变大,故B不符合题意;
C.当滑动变阻器短路,电路中总电阻变小,根据欧姆定律可知,在电源电压不变的情况下,电流会变大,灯泡两端的电压会变大,故电流表与电压表示数均变大,故C不符合题意;
D.电流表示数变大,即电路中电流变大,说明电路中可能出现了短路,灯泡不亮,说明灯泡出现了故障,故电路中灯泡发生了短路,此时电压表被短接,电压表示数为零,即电压表示数变小,故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
【解析】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.(2023·四川巴中·中考真题)在探究“小灯泡电功率”的实验中,设计了如图所示的电路图。正确连接电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表始终无示数,电压表有示数且接近电源电压,则电路中可能存在的故障是( )
A.灯泡L短路 B.灯泡L断路
C.电阻短路 D.电阻断路
【答案】B
【解析】A.若灯泡L短路,则电压表并联在导线两端,电压表无示数;电路总电阻会减小,由欧姆定律可知,电路电流会增大,电流表示数会增大,故A不符合题意;
B.若灯泡L断路,电压表串联接入电路,电压表的示数接近电源电压;由于电压表的内阻很大,所以不管怎么调节滑动变阻器,电路电流都极小,电流表无示数,故B符合题意;
C.若电阻短路,则电路总电阻会减小,电路电流会增大,电流表和电压表的示数都会增大,故C不符合题意;
D.若电阻断路,则整个电路都没有电流通过,电流表和电压表均无示数,故D不符合题意。
故选B。
5.(2022·安徽阜阳·模拟预测)小涛利用如图所示的装置“探究电流与电阻的关系”,正确连接电路后,闭合开关,发现移动滑动变阻器的滑片P,电流表、电压表均有示数且不变,则电路存在的故障可能是( )
A.定值电阻短路 B.定值电阻断路
C.滑动变阻器断路 D.滑动变阻器短路
【答案】D
【解析】由图可知,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端电压,电流表测电路中电流。闭合开关后,电流表有示数,说明电路中没有断路,电压表有示数,说明电阻R没有短路,移动滑动变阻器的滑片,电表示数不变,说明滑动变阻器不能改变接入电路的电阻,所以故障为滑动变阻器短路,故D符合题意。
故选D。
模块02 并联电路故障分析
要点梳理
一、并联电路故障简介
并联电路只能发生断路,共有三种情况(以图为例):R1断路;R2断路;R1和R2都断路。
R2
A2
A
R1
S
A1
V
三、并联电路故障情况一览表(仅以图示电路分析)
电路图
电表示数变化情况
故障
A
A1
A2
V
变小
变小
不变
不变
R1断路
变小
不变
变小
不变
R2断路
变小
变小
不变
不变
R1、R2断路
典例验知
【典例01】如图所示的电路中,电源电压为U0且保持不变,电阻R1、R2的阻值均为R0。闭合开关S后,电流表的示数不为零。
(1)根据上述现象,电路可能存在的情况有( )(多选)
A.电阻R1开路 B.电阻R2开路
C.电阻R1、R2均开路 D.电路正常,各元件均完好
(2)若电路中仅有一处故障,且只发生在R1或R2上。现用另一完好的阻值为R0的电阻R3去替换R1。请写出闭合开关S后,电流表的示数及相应的故障 。
【答案】(1)ABD;(2)如果电流表示数为,则R2断路;如果电流表示数为,则R1断路
【解析】(1)A.闭合开关S后,电流表的示数不为零,说明电流表有电流经过。电阻R1开路,但电流表可以测R2电流,示数不为零,故A符合题意;
B.电阻R2开路,电流表可以测R1电流,示数不为零,故B符合题意;
C.电阻R1、R2均开路,则电路断路,电流表无示数,故C不符合题意;
D.电路正常,各元件均完好,电流表在干路,测干路总电流,示数不为零,故D符合题意。
故选ABD。
(2)闭合开关,两电阻并联,电路中仅有一处故障,且只发生在R1或R2上,说明某一个电阻断路,现用另一完好的阻值为R0的电阻R3去替换R1,如果电流表示数不变,说明R1完好,R2断路,此时只有R3接入电路,根据欧姆定律可得,此时电流表示数为;如果电流表示数发生变化,则说明R2完好,R1断路,此时电路为R2和R3并联,由于两电阻阻值相同,根据欧姆定律可知,通过两电阻的电流相同都为,所以根据并联电流规律可知,此时电流表示数为。
技巧点拨
分析此类题目常用到的方法
1. 并联电路中,各条支路互不影响,干路的电流等于各支路中的电流之和 I=I1+I2。移动变阻器的滑片时,电流表A2示数的变化量与电流表A示数的变化量是相等的。
2. 电压表的示数是电源电压。在电路接通时,无论电路中哪个用电器发生断路故障,电压表的示数都是不变的。
3. 电流表A1、A2分别测量R1、R2支路中的电流,电流表A测量干路中的电流。无论哪个用电器发生断路故障,电流表A的示数一定发生变化(变小)。
类题夯基
1.(25-26九年级上·湖北宜昌·期中)如图所示,电源电压不变,闭合开关S,灯泡L1和L2都发光,一段时间后,其中一个灯泡突然熄灭,而电流表和电压表的示数都不变,产生这一现象的原因可能是( )
A.灯泡L1断路 B.灯泡L1短路 C.灯泡L2断路 D.灯泡L2短路
【答案】A
【解析】电路中S闭合,灯泡L1和L2并联,电流表测量通过L2的电流,电压表测量电源电压,灯泡L1和L2都发光,一段时间后,其中一个灯泡突然熄灭,而电流表和电压表的示数都不变,说明电路中没有发生短路(若短路会导致电流表或电压表示数变化),一个灯泡突然熄灭,说明电路中存在断路,电流表示数没有发生变化,说明灯泡L2没有发生断路,则灯泡L1断路,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
2.(2025·北京·三模)如图所示,电源两端电压保持不变,定值电阻。闭合开关,关于该电路,下列说法正确的是( )
A.通过的电流小于通过的电流 B.的电功率小于的电功率
C.若发生断路,仍可工作 D.若发生短路,仍可工作
【答案】C
【解析】A.由电路图可知,与并联,电压相等,由于,由可知,即通过的电流大于通过的电流,故A错误;
B.由于,由可知,即的电功率大于的电功率,故B错误;
C.由电路图可知,与并联,若发生断路,支路仍有电流通过,仍可工作,故C正确;
D.若发生短路,则电源发生短路,没有电流流过,不工作,故D错误。
故选C。
3.(24-25九年级上·重庆九龙坡·期中)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关时,电流表A有示数。一段时间后电流表A的示数变大,则以下情况可能的是( )
A.可能是R1发生了断路 B.可能是滑片P向左移
C.可能R2的PC部分发生了短路 D.可能是bd间发生了断路
【答案】C
【解析】由电路图可知,两电阻并联,R2全部接入电路,电流表测干路电流,电压表测滑动变阻器滑片右端的电阻两端的电压;
A.R1发生断路,通过R1的电流变为零,R2两端的电压和电阻不变,通过R2的电流不变。根据并联电路电流特点可知,干路电流变小,则电流表示数减小,故A不符合题意;
B.滑片P向左移,因滑片上端连接的是电压表,相当于开路,R2仍全部接入电路,其接入电路的电阻不变,通过R2电流不变;由于并联电路互不影响,通过R1的电流不变,则干路电流不变,故B不符合题意;
C.若R2的PC部分发生了短路,R2接入的电阻变小,电压不变,根据可得,通过R2的电流变大;由于并联电路互不影响,通过R1的电流不变,则干路电流变大,故C符合题意;
D.若bd间发生了断路,通过R2的电流为0,R2支路电流变小;R1两端的电压和电阻不变,通过R1的电流不变。根据并联电路电流特点可知,测量干路电流的电流表示数减小,故D不符合题意。
故选C。
4.(2025九年级·全国·专题练习)在图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1、R2的阻值均为R0。闭合开关S,电路正常工作,电压表示数为U0,则电源电压为_____。一会儿后,电路发生了故障,电压表的示数由U0变为2U0,电流表有示数,若电路中仅有一处故障,且只发生在R1、R2上,根据以上信息,电路对应的故障为______。
【答案】 2U0 R1短路
【解析】[1]由题意,电阻R1、R2的阻值均为R0,并且串联在电路中,电压表测量R2的电压,由串联电路分压规律可知
由串联电路电压规律可知
[2]电压表的示数由U0变为2U0,此时电压表测量总电压,因此可得故障为电阻R2断路或者电阻R1短路。因电流表有示数,电路不可能断路,故电路故障为电阻R1短路。
5.(2025·上海奉贤·一模)在如图所示的电路中,电源电压为U且保持不变,闭合开关S后,电路正常工作。一段时间后,电流表A的示数变小,已知故障只有一处,且发生在电阻R1或R2上,则此时电压表V的示数为______,故障可能是______。若选择一个完好的定值电阻R替换R2,并观察比较电流表替换前、后示数,则电阻R需要满足一定的条件才能确定故障。若R大于R2,判断能否确定故障并说明理由________________________________________。
【答案】 电源电压 R1断路或R2断路 见解析
【解析】[1][2]根据电路图可知,两电阻并联,电流表测量干路电流,电压表测量电源两端电压,一段时间后,电流表A的示数变小,说明电路中的总电流变小,电路中的总电阻变大,根据并联电路电阻规律可知,故障可能是并联电路中某一个电阻断路,即R1断路或R2断路,因为电压表测量电源电压,所以电压表的示数不变,电压表的示数是电源电压。
[3]若R1断路,当R>R2时,用R替换R2后,由于电阻增大了,根据欧姆定律可知,电路中的电流会变小,即电流表示数变小;若R2断路,用某完好的定值电阻R替换R2后,由于有电流通过R和R1,根据并联电路的电流特点可知,电流表示数会变大,故R大于R2,可以确定故障。
重●难●提●分●必●刷
一、填空题
1.(2021·安徽·模拟预测)如图所示,当开关S闭合时,两灯均发光。经过一段时间后有一盏灯熄灭,电流表A的示数变小,且滑片P无论怎样滑动,电流表A的示数都不发生变化,由此判断,电路的故障是___________。
【答案】L1断路
【解析】经过一段时间后一盏灯熄灭,因为图中两灯并联,所以不可能是短路造成的,如果其中一个灯短路则另一个也不亮,会造成电源短路,电路中的电流变大,即电流表A的示数变大,不符合题意,若L1短路,通过滑动变阻器的电流变大,干路电流变大,电流表A的示数变大,由以上分析可知,电路故障应是断路,若L2断路,滑片P滑动时,电流表A的示数会发生变化,不符合题意,若L1断路,滑片P无论怎样滑动,电流表A的示数都不发生变化,符合题意,综上可知,电路故障是L1断路。
二、单选题
2.(2023·安徽阜阳·一模)小军设计的模拟调光台灯电路如图所示,电源电压保持不变。闭合开关,回形针向左移动时,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变小,电压表示数变大,小灯泡变暗
B.电流表示数变小,电压表示数变小,小灯泡变暗
C.电流表示数变大,电压表示数变大,小灯泡变亮
D.电流表示数变大,电压表示数变小,小灯泡变亮
【答案】D
【解析】AB.根据实物图可知,铅笔芯与灯泡串联接入电路中,电流表测量电路中的电流,电压表测量铅笔芯两端的电压;闭合开关,回形针向左移动时,铅笔芯接入电路中的长度变短,电阻变小,电路的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,电流表示数变大;根据U=IR可知,灯泡两端的电压变大;根据P=UI可知,灯泡的实际功率变大,灯泡变亮,故AB错误;
CD.根据串联电路的电压规律可知,铅笔芯两端的电压变小,电压表示数变小;故C错误,D正确。
故选D。
3.(2022·安徽合肥·模拟预测)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,某个电表的示数变大。若电路中只有一处故障,且只发生在电灯L1或L2处,则下列判断中正确的是( )
A.若电压表V示数变大,则电灯L1断路
B.若电压表V示数变大,则电灯L2短路
C.若电流表A示数变大,则电灯L1断路
D.若电流表A示数变大,则电灯L2短路
【答案】D
【解析】AC.由图可知,电灯L1和L2为串联,电压表测灯泡L2两端的电压,若L1断路,则电路中没有电流,故电压表和电流表均无示数,故AC错误;
BD.若L2短路,则电路中只有灯泡L1工作,电压表相当于并联在一根导线两端,示数接近于0,电路中的总阻值变小,由可知,电路中电流变大,即电流表示数变大,故B错误,D正确。
故选D。
4.(2022·山东泰安·中考真题)如图所示电路中,电源电压恒定。闭合开关,电路正常工作一段时间后,灯泡突然熄灭,电路中只有两个电表有示数。电阻或灯泡仅有一个出现了故障,其它元件均完好。下列说法中( )
①可能灯泡断路 ②可能灯泡短路
③可能电阻断路 ④可能电阻短路
A.只有①②正确 B.只有③④正确
C.只有②④正确 D.只有①③正确
【答案】A
【解析】由图得,灯泡L与电阻R串联,电流表测量电路电流,电压表V1测量灯泡L的电压,电压表V测量电源电压。若灯泡断路,电路中没有电流,电流表示数为0,电压表V1、V均与电源相连接,因此电压表V1、V均有示数;若灯泡短路,电中只有电阻R工作,电路中有电流,电流表有示数,灯泡两端无电压,即电压表V1示数为0,电压表V仍测量电源电压,仍有示数;若电阻断路,电路中没有电流,电流表无示数,电压表V1被断开,无示数,电压表V仍测量电源电压,仍有示数;若电阻短路,电路中有电流,电流表有示数,电压表V、V1都测量电源电压,都有示数,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5.(2022·安徽芜湖·二模)如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S,L1、L2均正常发光。一段时间后,两个电表的示数都变大,如果只有L1或L2一处发生了故障,则下列判断正确的是( )
A.L1短路 B.L2短路 C.L1断路 D.L2断路
【答案】B
【解析】由实物图可知,电路为两灯泡的串联电路,电流表测电路中的电流,电压表V测灯泡L1两端的电压。
A.当灯L1短路时,由于电路中总电阻减小,根据欧姆定律可知,此时电路中的电流变大,所以电流表示数变大,灯L2会变亮,由于L1短路,电压表V示数会减小为零,与“两表示数都变大”不符,故A错误;
B.当灯L2短路时,由于电路中总电阻减小,根据欧姆定律可知,此时电路中的电流变大,所以电流表示数变大,灯L1会变亮,由于电压表V测电源电压,电压表V示数会变大,符合“两表示数都变大”,故B正确;
C.当灯L1断路时,由于串联电路互相影响,所以灯L2会熄灭,电路中无电流,电流表示数为零,减小了,电压表示数变大,为电源电压,与“两表示数都变大”不符,故C错误;
D.当灯L2断路时,整个断路,两表都没有示数,与“两表示数都变大”不符,故D错误。
故选B。
6.(2022·安徽·模拟预测)如图所示的电路中,闭合开关S后,灯泡L1、L2都正常发光。一段时间后,L1突然熄灭,其中一个电表示数增大,另一个电表示数减小。则电路可能存在的故障是( )
A.灯泡L1开路 B.灯泡L1短路 C.灯泡L2开路 D.灯泡L2短路
【答案】C
【解析】A.灯泡L1开路,电路中将没有电流通过,所以两个电表的示数均减小到0,故A不符合题意;
B.灯泡L1短路,电路中的总阻值变小,电源电压不变,由欧姆定律可知电路中的电流将增加,所以电流表的示数将变大,电压表由测量灯泡L2两端的电压变为测电源电压,所以电压表的示数将变大,故B不符合题意;
C.灯泡L2开路,电压表由并联变为串联,电压表示数接近电源电压,电压表的示数变大,电路相当于断路,所以电流表的示数接近于0A,电流表的示数减小,故C符合题意;
D.灯泡L2短路,灯泡L1不会熄灭,故D不符合题意。
故选C。
7.(2022·安徽亳州·二模)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关电路正常工作,一段时间后,发现电路两个电表中有一个示数突然变大,另一个示数突然变小,电阻R1或R2有一处发生故障,其他元件仍保持完好。下列判断中正确的是( )
A.一定是R1短路 B.一定是R2短路
C.可能是R1断路 D.可能是R2断路
【答案】D
【解析】根据电路图可知,闭合开关后,电阻R1、R2串联,电压表测量R2两端电压,电流表测电路中电流,根据题意,只考虑电路中两个电阻发生故障的前提下,可以分为两种情况进行讨论:一种情况是电流表示数突然变大,电压表示数突然变小,造成电流表示数突然变大,只可能是电路总电阻减小,即电阻R1或R2发生短路,造成电压表示数减小的原因可能是电压表测量部分R2发生短路,综上,电流表示数突然变大,电压表示数突然变小同时发生的原因是R2短路;另一种情况是,电压表示数突然变大,电流表示数突然变小,电压表示数变大的原因是其测量部分R2出现断路,电流表示数变小的原因是电路中某处出现断路,即电阻R1或R2发生断路,综上,电压表示数突然变大,电流表示数突然变小同时发生的原因是R2断路。通过以上分析可知,导致电路中一个电表示数突然变大,另一个电表示数突然变小的情况可能是R2短路或R2断路。
故选D。
8.(2022·安徽合肥·二模)如图所示的电路中,闭合开关后,三灯都不亮,用电压表检测电源正负两极电压是6V,L1两端电压是6V,下列对电路故障的判断,正确的是( )
A.可能是正极与开关S之间断路 B.可能是L1断路
C.可能是L2或L3短路 D.可能是L2或L3断路
【答案】B
【解析】用电压表检测电源正负两极电压是6V,L1两端电压是6V,说明L1之外的电路至少有一个是可以和电源连通的电路,由于L2和L3并联,现在三灯都不亮,若故障在L2和L3其中之一,则不可能三灯都不亮,则故障在L1且为断路,故B正确,ACD错误。
故选B。
9.(2022·安徽安庆·一模)某实验小组用如图所示的电路进行实验,下列分析正确的是( )
A.电路中R1、R2串联
B.实验中,滑动变阻器的滑片可以任意滑动
C.将R2的滑片向右移动,电压表V与电流表A1的示数比值变大
D.实验中,若一只电表示数突然变小,另两只电表示数不变,则可能是R2断路
【答案】D
【解析】A.由图可知:电流从正极流出,经过电流表A2,在R1、R2 之间分为两个支路,一条支路由R1和电流表A2组成,另一条支路为R2,汇合后回到电源负极,所以R1、R2并联,故A错误;
B.滑动变阻器的滑片滑到最左端时,阻值为零,会造成电源短路,烧坏电源,故B错误;
C.将R2的滑片向右移动,连入电路的阻值变大。电压表V与电流表A1的示数比值等于R1的阻值,因为R1是定值电阻,阻值不变,所以比值不变,故C错误;
D.两电阻并联,R1、R2不会发生短路故障,否则电源烧坏,三只电表都没示数;电压表测量电源电压,保持不变,若R1断路,电流表A1示数减小,同时干路电流减小,A2示数也会变小,不符合题意;若R2断路,则电压表、电流表A1示数不变,干路电流变小,A2示数变小,符合题意,故D正确。
故选D。
三、实验题
10.(2025·安徽宣城·三模)如图所示是测量额定电压为的小灯泡电功率的实验电路图,电源电压为保持不变。
(1)小明按照设计好的电路图连接电路,连接完最后一根导线后,小明立即闭合开关,发现小灯泡异常明亮,在此操作过程中他漏掉的一个重要操作步骤是_____;
(2)电路连接正确后进行实验,若实验中电压表突然短路,则电流表示数将_____(选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)经检查发现,电压表选用的量程已损坏,而另一量程完好,某同学将电压表并联在滑动变阻器的两端。调节滑动变阻器滑片至某一位置,读出电压表示数为,电流表示数为,完成了实验,则小灯泡的额定功率为_____。
【答案】(1)没有将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处;(2)变大;(3)0.76
【解析】(1)连接完最后一根导线后立即闭合开关,且小灯泡异常明亮,说明滑动变阻器的滑片没有调到最大阻值处,所以漏掉的步骤是:闭合开关前,为了保护电路安全,滑动变阻器的滑片应调到最大阻值处。
(2)若电压表突然短路,相当于电压表被导线替代,此时电路的总电阻变小,根据,此时电流表示数将变大。
(3)电压表示数为,即滑动变阻器两端电压为2.2V,串联电路电源电压等于各部分电压之和,所以此时小灯泡两端电压为
电路电流为0.2A,所以小灯泡的额定功率为
11.(2025·安徽滁州·三模)小明在做“测量小灯泡电功率”的实验时,使用的器材有电压恒为3V的电源、额定电压为2.5V的小灯泡、规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器。
(1)如图甲所示,闭合开关后,小明看到只有电压表有示数,经检查发现有根导线连接错误。请在错误导线上打“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确;
(2)改正错误后,小明移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示。要测量小灯泡的额定功率,他应将滑片适当向______(选填“左”或“右”)滑动;
(3)实验中,小明发现电流表指针突然变为零,电压表示数接近3V,出现这些现象的原因可能是______;
(4)小明测量多组数据后绘制出小灯泡的图像如图丙所示,根据图像可知小灯泡的额定功率为______W。
【答案】(1);(2)左;(3)灯泡断路;(4)0.625
【解析】(1)做“测量小灯泡电功率”的实验时,小灯泡和滑动变阻器串联,电流表串联在电路中,电压表并联在小灯泡的两端,而图甲中,电压表串联在电路中,故正确的电路图如下图:
(2)由图乙可知,电压表量程为0~3V,分度值为0.1V,则电压表的示数为1.8V,因小灯泡的额定电压为2.5V,要测量小灯泡的额定功率,应增大灯泡两端的电压,由串联分压原理可知,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻,故滑片向左移动,直到电压表示数为2.5V。
(3)实验中,小明发现电流表指针突然变为零,说明电路断路,电压表示数接近3V,说明与电压表并联部分以外的电路是通路,所以出现这些现象的原因可能是灯泡断路。
(4)小灯泡的额定电压为2.5V,由图丙可知,此时通过小灯泡的电流为0.25A,由可得,小灯泡的额定电功率为
12.(2025·安徽合肥·二模)在测量电阻的实验中,小明设计了实验电路并进行连接,如图甲所示。
(1)图甲是小明接好的实物连接图,其中有一条导线连接错误,该导线是第___________条(选填图中导线序号);
(2)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数为时,电流表示数如图乙所示,则未知电阻___________;
(3)若实验中只有一个电压表和一个已知阻值为的定值电阻,小明设计了如图丙所示的电路,同样可以测量未知电阻的阻值:
①闭合开关、断开开关,用电压表测出待测电阻两端的电压为;
②再闭合开关,记下此时电压表读数为;
③请写出未知电阻阻值表达式:___________(用、和表示)。
(4)小明在图甲电路中将电阻换为额定电压为的小灯泡,测量小灯泡额定功率。连好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数。接下来应进行的操作是___________(选填A、B、C)。
A.断开开关,更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光
【答案】(1)3;(2)5;(3);(4)C
【解析】(1)原电路中,电阻和电压表没有连入电路中,电阻应与电流表串联,电压表与电阻并联,且电流从电压表的正接线柱流入、负接线柱流出,所以错误的是导线3。导线3的左接线头应该接定值电阻的右接线柱。
(2)由图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.32A,由欧姆定律可知,未知电阻的阻值
(3)在②中,闭合和,短路,电路为的简单电路,电压表测电源电压,因此电源电压为;在①中,闭合开关、断开开关,两电阻串联,电压表测待测电阻两端的电压,因此此时待测电阻两端的电压为,由串联电路电压的规律可知,定值电阻的电压
由串联电路的电路规律可知,通过的电流
由欧姆定律可知,待测电阻的阻值
(4)闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,说明电路没有问题,则可能是滑动变阻器电阻太大,导致电路中的电流过小,达不到小灯泡能够发光的电流,将滑动变阻器电阻调小点即可。所以接下来的操作是移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光。故选C。
13.(2024·安徽合肥·一模)小明在探究“电流与电阻关系”的实验时,连接了如图甲所示的实物图。
(1)用笔画线代替导线,将图甲的实验电路连接完整_________。
(2)连接好电路,闭合开关,发现电流表示数为0,电压表示数较大,则电路可能存在的故障为__________(选填“电流表断路”“R短路”或“R断路”)。
(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片P,分别记录电压表和电流表示数,根据实验数据绘出了图像,如图乙所示,则本次实验中电阻R两端的电压为__________V。
(4)小明利用此电路图可以测量未知电阻的阻值。将未知电阻替换电阻R,移动滑动变阻器滑片P,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图丙所示,则未知电阻的阻值为__________Ω。
【答案】(1);(2)R断路;(3)2;(4)5
【解析】(1)在连接实验电路时,我们需要注意电压表应并联在电阻R两端,以测量电阻两端的电压,电流表与电阻串联。滑动变阻器需要采用“一上一下”的接法,以便通过移动滑片来改变其接入电路的阻值。如图所示:
(2)在连接好电路并闭合开关后,如果发现电流表示数为0,而电压表示数较大,这通常意味着电路中存在断路故障。由于电压表有示数,说明电压表与电源之间是连通的,因此断路可能发生在电压表并联的部分,即电阻R处。所以,电路可能存在的故障为R断路。
(3)从图像中我们可以看出,这说明在实验中,电阻R两端的电压是保持不变的。观察图像,可以得出电阻R两端的电压为
(4)将未知电阻替换电阻R,并移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2.5V。此时,从图中我们可以看出,电流表的示数为0.5A。根据欧姆定律,可以计算出未知电阻的阻值为
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