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專題05 動態電路與故障分析
目 錄
01 題型綜述
02 解題攻略
提分秘籍
知識點一、動態電路題型
知識點二、故障電路
典例剖析
題型1電路的動態分析
題型2限制性電路分析
題型3電流表、電壓表在判斷電路故障中的應用
03 鞏固練習
01題型綜述
電路知識綜合：需要學生掌握串聯、并聯電路的特點，歐姆定律、電功率等知識，能夠根據電路故障現象，運用這些知識進行推理和判斷。例如，根據串聯電路中電流處處相等和歐姆定律，通過分析電流表和電壓表的示數變化，判斷故障位置是在電阻上還是在其他元件上。
與實際生活聯系：常以家庭電路或一些簡單的實際電路為背景，考查學生對電路故障的分析能力。如家庭電路中某幾個用電器突然不工作了，讓學生分析可能的故障原因，這就需要學生了解家庭電路的連接方式、熔斷器、開關等元件的作用，以及安全用電知識等。
02解題攻略
一、動態電路解題秘籍
1、明確電路連接方式：拿到題目后，先對電路進行簡化，去掉電壓表（可視為斷路）和電流表（可視為導線），判斷電路是串聯、并聯還是混聯。對于復雜電路，可采用電流路徑法、節點法等方法來確定連接方式。
2、分析元件變化情況：重點關注滑動變阻器滑片的移動方向、開關的通斷狀態以及熱敏電阻、光敏電阻等特殊元件的阻值變化原因和趨勢。
二、故障分析解題秘籍
串聯電路：若串聯電路中有一個用電器斷路，則整個電路斷路，所有用電器都不工作，電流表無示數，電壓表若與斷路的用電器并聯，則電壓表有示數且接近電源電壓；若某個用電器短路，則其他用電器仍能工作，電路中電流會增大。
并聯電路：若并聯電路中某一支路斷路，只會影響該支路的用電器，其他支路用電器仍能正常工作，干路電流會減??；若某一支路短路，則會導致電源短路，所有用電器都不工作，電流表可能會因電流過大而損壞。
【提分秘籍】
知識點一、動態電路題型
1、電路變化分析題
滑動變阻器引起的變化：給出一個包含滑動變阻器的電路，如串聯電路中滑動變阻器與定值電阻串聯，通過分析滑動變阻器滑片移動時，電路中的總電阻、電流、各用電器兩端電壓的變化情況。例如，當滑片向增大電阻的方向移動時，要求判斷電流表和電壓表的示數變化。
開關通斷引起的變化：電路中存在多個開關，通過分析開關的閉合與斷開，導致電路連接方式發生改變，進而分析電路中電流、電壓的變化。比如，在一個有多個支路的并聯電路中，當某一支路的開關閉合或斷開時，分析干路電流和其他支路電流、電壓的變化。
2、電表讀數與故障判斷題
電表讀數問題：根據給定的動態電路，結合歐姆定律等知識，計算電流表、電壓表的讀數?？赡軙婕暗诫娐吩诓煌瑺顟B下，如滑動變阻器處于不同阻值時，或開關處于不同通斷狀態時電表的讀數計算。
電路故障判斷：給出動態電路中電表的示數情況或用電器的工作情況，判斷電路中可能存在的故障。例如，電流表無示數，電壓表有示數且接近電源電壓，讓考生判斷電路中是哪部分出現了斷路或短路故障。
3、圖像分析題
U - I 圖像：給出動態電路中某一元件或某一部分電路的電壓 - 電流（U - I）圖像，要求考生根據圖像分析元件的電阻變化情況、電路中的功率變化等。比如，從 U - I 圖像中判斷電阻是定值電阻還是可變電阻，計算在不同電壓下元件的電功率。
其他物理量隨時間變化圖像：如給出電容充電或放電過程中，電容電壓隨時間變化的圖像，讓考生根據圖像分析充電或放電的快慢、時間常數等相關物理量，或者根據圖像判斷電路的工作狀態等。
4、計算與綜合應用題
簡單計算：根據動態電路的已知條件，如電源電壓、電阻值等，利用歐姆定律、電功率公式等進行簡單計算。例如，計算電路在某一狀態下的電流、某一電阻消耗的電功率等。
綜合應用：將動態電路與其他知識，如力學中的電磁感應、熱學中的電熱等結合起來考查。比如，在一個電磁感應產生感應電流的動態電路中，結合焦耳定律計算產生的熱量，或者結合力學知識分析導體棒在磁場中的受力和運動情況等。
知識點二、動態電路解題方法
一、電路的動態分析類問題解題之前要弄清的問題
(1)在觀察電路的基礎上，明確滑動變阻器、定值電阻、燈泡的連接方式，電流表測通過哪個電阻或哪幾個元件中的電流，電壓表測哪個電陽或哪幾個元件兩端的電壓。
(2)弄清改變電阻的方法，利用滑動變阻器改變電阻還是利用開關改變電阻。
二、電路的動態分析，按這樣的順序分析
局部電阻如何變化→總電阻如何變化→由于電源電壓不變，導致電路中電流如何變化→依據U=IR分析不變的電陽兩端的電壓如何變化→依據U變化的電阻=U總-U不變的阻分析變化的電阻兩端的電壓如何變化。1.含滑動變阻器的串聯電路:由于電源電壓不變，按以下思路分析:滑動變阻器電阻變化→總電阻變化→電流變化→定值電阻兩端電壓變化→滑動變阻器兩端電壓變化
2.含滑動變阻器的并聯電路，由于電源電壓不變，且并聯電路中各個支路互相獨立、互不影響，所以含定值電阻的支路各量都不變化，含滑動變阻器的支路，按以下思路分析:
滑動變阻器電陽變化→本支路電陽變化→本支路電流變化→干路總電流變化
3.當開關斷開與閉合時，電路中的電阻怎樣變化，運用電路關系、歐姆定律，推導出電路中的電流如何變化。電路中某元件兩端的電壓或電功率如何變化。
知識點三、故障電路
實驗電路圖 故障（有且只有一處） 現象
電壓表 電流表
電流表被短接 有示數 無示數
電流表處斷路 無示數 無示數
電壓表被短接 無示數 有示數
電壓表處斷路
定值電阻被短接 無示數 有示數，且示數偏大
定值電阻處斷路 有示數且接近電源電壓 無示數
電壓表串聯在電路中
滑動變阻器上面兩個接線柱接入電路 移動滑片，電表示數不變，電壓表示數接近電源電壓
滑動變阻器下面兩個接線柱接入電路 移動滑片，電表示數不變
判斷思路
1.因為電壓表的內阻很大，當電壓表直接與用電器串聯連入電路時，電路可以看斷路。此時電路中的電流表示數幾乎為0，電壓表的示數等于電源電壓(題目中最?？嫉?。
2.當電壓表與導線并聯時，電壓表被短路，其讀數為零。
3.電流表的內阻很小，當電流表直接與用電器并聯連入電路時，可以將其看作一段導線，用電器被短路。
4.用電流表、電壓表或導線來檢測故障
(1)電壓表并聯:有示數:并聯部分以外通路，并聯部分斷路;
無示數:并聯部分以外斷路或并聯部分短路。
(2)電流表并聯:有示數:并聯部分以外通路，并聯部分斷路;
無示數:并聯部分以外斷路或并聯部分短路。
(3)導線并聯:有特征的用電器(電燈、電表等)不工作:并聯部分斷路、并聯部分以外斷路、并聯部分短路。
【典例剖析】
題型1電路的動態分析
（2024秋 北侖區期末）如圖甲所示，電源電壓恒定，R1是定值電阻，R2是滑動變阻器，閉合開關S，移動滑動變阻器的滑片P從B端至A端的過程中，兩電壓表示數隨電流表示數變化的U﹣I圖象如圖乙所示，則（　?。?br/>A．電源電壓為20V
B．EF是電壓表V1示數隨電流表示數變化的圖象
C．滑動變阻器的最大阻值為10Ω
D．整個電路的最大功率為14.4W
【解答】解：由甲圖可知，兩個電阻串聯，電流表測電路中電流，電壓V1測R1兩端電壓，電壓表V2測R2兩端電壓。
B、滑片P從B點滑到A點的過程中，變阻器連入電路的電阻變小，電路中的電流變大；根據串聯分壓原理可知，滑動變阻器R2兩端的電壓變??；由于電源電壓不變，則R1兩端的電壓變大；
所以，通過R2的電流隨其兩端電壓的減小而增大，通過R1的電流隨其兩端電壓的增大而增大；由此可知，乙圖中MN是R1的U﹣I圖象，EF是R2的U﹣I圖象（即EF是V2表示數隨A表示數變化的圖象）；故B錯誤；
A、由乙圖可知，滑片在B點時滑動變阻器的電阻最大，電流最小為：IB＝0.4A，此時U1B＝4V，U2B＝8V，則串聯電路的電壓特點可得，電源電壓：U＝U1B+U2B＝4V+8V＝12V，故A錯誤；
C、由乙圖可知，滑片在B點時滑動變阻器的電阻最大，電流最小為IB＝0.4A，變阻器的電壓U2B＝8V，
則滑動變阻器的最大電阻為：
R2大20Ω；故C錯誤；
D、由圖乙可知，電路的最大電流為1.2A，電源電壓為12V．，
所以，整個電路的最大功率：
P總大＝UI＝12V×1.2A＝14.4W，故D正確。
故選：D。
（2024秋 杭州期末）如圖是一種風速測定裝置。其中風速表是由電壓表改裝而成，R為定值電阻，R1為滑動變阻器，“T”型管道的豎直管內裝有可上下移動的輕質活塞，活塞通過輕質細桿和滑動變阻器的滑片相連。下列說法正確的是（　?。?br/>A．電壓表的零刻度與風速表的零刻度相對應
B．風速變大時，活塞上方氣壓變小，活塞向上移動
C．風速變小時，R1接入電路的阻值變小，風速表示數變大
D．由該電壓表改裝而成的風速表，其表盤刻度是均勻的
【解答】解：閉合開關S，R1和R串聯，電壓表并聯在R兩端，測量R的電壓；
A、風速為零時，R1和R串聯，R兩端的電壓不為零，電壓表的零刻度與風速表的零刻度不對應，故A錯誤；
B、風速變大時，輕質活塞A上方空氣壓強變小，輕質活塞A向上移動，滑片向上移動，故B正確；
C、風速變小時，輕質活塞A上方空氣壓強變大，輕質活塞A向下移動，滑片向下移動，接入電路的阻值變大，總電阻變大，電源電壓不變，根據歐姆定律可知，電路中的電流變小，根據U＝IR可知，定值電阻的兩端的電壓變小，電壓表的示數變小，故C錯誤；
D、電路中的電流為I，根據歐姆定律可知，電壓表的示數為UR＝IRR，滑動變阻器的阻值變化與電壓的示數變化不是正比關系，故風速與電壓的變化也不是正比關系，故分度值分度不均勻，故D錯誤。
故選：B。
（2024秋 慈溪市期末）某建筑工地需要架設臨時供電線路，實現照明和電加熱功能。其簡化電路如圖所示，供電處電壓U不變，從供電處到工地用長導線（有電阻）連接。閉合開關S1、S2時，加熱器和照明燈同時工作。斷開S2后與斷開S2前相比較，則（　?。?br/>A．照明燈亮度不變
B．照明燈亮度變弱
C．長導線上消耗的電能增加
D．整個供電線路消耗的電功率變小
【解答】解：
AB、設長導線的電阻為R0，由圖知，閉合開關S1、S2時，燈泡與加熱器并聯后再與R0串聯，設此時燈泡兩端電壓為UL，
斷開開關S2時，燈泡與R0串聯，設此時燈泡兩端電壓為UL′；
由于并聯電路的總電阻小于任何一個分電阻，
所以，斷開開關S2時，燈泡的電阻大于燈泡與加熱器并聯的總電阻，
導線的電阻不變，因燈泡的電阻大于燈泡與加熱器并聯的總電阻，根據串聯電路的分壓規律可知，燈泡兩端的電壓變大，即UL′＞UL，
燈泡的電阻可認為不變，由P知，PL′＞PL，即斷開開關S2時，燈泡的實際功率變大，所以燈泡變亮；故A、B錯誤；
C、斷開開關S2時，整個電路的電阻變大，電源電壓不變，由歐姆定律知，電路中電流減小，導線的電阻不變，由公式W＝I2Rt知，單位時間內長導線上消耗的電能減少，故C錯誤；
D、斷開開關S2時，整個電路的電阻變大，電源電壓不變，由P知，整個供電線路消耗的電功率變小，故D正確。
故選：D。
（2024秋 拱墅區期末）如圖甲所示電路，電源電壓為4.5V且恒定不變，燈泡L的額定電壓為2.5V。當閉合S和S1、斷開S2，將滑動變阻器R2的滑片P從一端移至另一端，測得電流表示數隨電壓表示數變化情況如圖乙中圖線①所示。當把電壓表并聯在燈泡L兩端，閉合S和S2斷開S1，移動滑動變阻器R2的滑片P，通過燈泡L的電流隨電壓表示數變化情況如圖乙中圖線②所示。求：
（1）定值電阻R1的阻值。
（2）燈泡L的額定功率。
（3）燈泡L正常工作5min的過程中，整個電路消耗的電能。
【解答】解：（1）當閉合S和S1、斷開S2，定值電阻和滑動變阻器串聯，電流表測量電路電流，電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓?；瑒幼冏杵鱎2的滑片在最左端時，滑動變阻器接入電路的阻值最大，根據歐姆定律可知電路電流最小，從圖中可知此時電路電流為0.2A，滑動變阻器兩端的電壓為3V，
根據串聯電路的電壓特點可知定值電阻兩端的電壓U1＝U﹣U2＝4.5V﹣3V＝1.5V，
根據歐姆定律可知定值電阻的阻值R17.5Ω；
（2）當把電壓表并聯在燈泡L兩端，閉合S和S2斷開S1，燈泡和滑動變阻器串聯，電壓表測量燈泡兩端的電壓，電流表測量電路電流，燈泡L的額定電壓為2.5V，從圖中可知燈泡的額定電流為0.5A，
根據P＝UI可知燈泡L的額定功率PL＝ULIL＝2.5V×0.5A＝1.25W；
（3）根據W＝UIt可知燈泡L正常工作5min的過程中，整個電路消耗的電能W＝UIt＝4.5V×0.5A×5×60s＝675J；
答：（1）定值電阻R1的阻值為7.5Ω；
（2）燈泡L的額定功率為1.25W；
（3）燈泡L正常工作5min的過程中，整個電路消耗的電能為675J。
題型2限制性電路分析
（2024秋 杭州校級月考）如圖甲所示電路，電源電壓不變，圖乙是小燈泡L和定值電阻R的電流與電壓關系圖象。閉合S時，電壓表的示數為2V，下列判斷正確的是（　?。?br/>A．電源電壓為6V
B．R的電阻為5Ω
C．閉合S時，R消耗的電功率為3.6W
D．閉合S時，電路的總功率為6W
【解答】解：AB、閉合S時，R與L串聯，電壓表測L電壓，此時電壓表示數為2V，根據乙圖可知此時電流為0.6A；
圖中R電壓4V時，電流為0.4A，電阻R10Ω；
根據串聯電路的特點知，R的電流也是0.6A，R的電壓U＝I'R＝0.6A×10Ω＝6V，
根據串聯電路電壓規律知，電源電壓U電＝UL+U＝2V+6V＝8V；故AB錯誤；
C、閉合S時，R消耗的電功率為P＝UI＝6V×0.6A＝3.6W，故C正確；
D、閉合S時，電路的總功率為P＝U電I＝8V×0.6A＝4.8W，故D錯誤。
故選：C。
（2024秋 慈溪市期末）有三個電阻恒定不變的燈泡，規格分別是L1“6V 6W”、L2“4V 8W”、L3“6V 3W”。小科用右圖所示的電路探究燈泡發光情況。電路中電源電壓12V，滑動變阻器R的規格為“2A 10Ω“，M、N為接線柱。當小科將L1接入M、N，調節滑片P位置，使L1正常發光。然后，小科將L1拆下，依次將L2、L3接入M、N。小科所有實驗操作都無誤，則下列分析正確的是（　　）
A．P位于滑動變阻器最右端時，L1的功率為3.6W
B．L1正常發光時，電流表示數為0.5A
C．接L2后，無論怎樣調節滑片，電路都是安全的
D．接L3后，無論怎樣調節滑片，L3都不能正常發光
【解答】解：（1）由P＝UI可得，L2的電阻：
R22Ω，
因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，P位于滑動變阻器最右端時，電路中的電流：
I1A，
則L2的功率：
P2′＝I2R2＝（1A）2×2Ω＝2W，故A錯誤；
當滑動變阻器接入電路中的電阻為零時，燈泡兩端的電壓遠大于L2的額定電壓，L2會被燒壞，故C錯誤；
（2）將L1接入M、N，調節滑片P位置，使L1正常發光時，
因串聯電路中各處的電流相等，
所以，由P＝UI可得，電路中電流表的示數：
I11A，故B錯誤；
（3）L3的電阻：
R312Ω，
當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電路中的最小電流：
I′A，
燈泡L3兩端的最小電壓：
U3′＝I′R3A×12Ω≈6.5V，
因6.5V＞6V，
所以，無論怎樣調節滑片，L3都不能正常發光，故D正確。
故選：D。
（2024秋 海寧市月考）圖甲中的小燈泡標有“2.7V 0.3A”字樣，定值電阻R1＝10Ω。R2由三段材料不同、橫截面積相同的均勻直導體EF、FG、GH連接而成，總長度為35cm，其中一段是銅導體，其電阻可忽略不計，另兩段導體的阻值與自身長度成正比，P是與R2接觸良好并能移動的滑動觸頭。只閉合S、S1時，電流表示數I與P向左移動距離x之間的關系如圖乙所示。則（　　）
A．小燈泡正常發光時電阻為9Ω，電源電壓為9V
B．只閉合S，S1時，當x＝15cm 時，電路消耗的總功率為3.6W
C．只閉合S，S2，為確保燈絲不被燒壞，滑片P向左移動距離x≤9cm
D．只閉合S，S2且確保燈絲不被燒壞，電路消耗的總功率最小為1.8W
【解答】解：A、根據銘牌可知：燈泡的額定電壓和額定電流，
根據I可得燈泡的電阻為：
RL9Ω；
若只閉合S、S1時，R1與R2串聯，由圖丙可知當滑片在E處時，只有R1連入電路，電路中的電流最大為I最大＝0.6A，
根據I可得：電源電壓U＝I最大R1＝0.6×10Ω＝6V，故A錯誤；
B、如圖乙所示：當x＝15cm時，I＝0.4A，
電路消耗的電功率：P＝UI＝2.4W，故B錯誤；
C、若只閉合S、S1時，由圖像可知當滑片在H點時的電流為0.2A；
R1兩端的電壓為：U1＝IHR1＝0.2A×10Ω＝2V，
滑片在H點時的電阻為：RH20Ω；
滑片P從H端移到E端時出現拐點，由圖像可知：
GH＝15cm，FG＝25cm﹣15cm＝10cm，EF＝35cm﹣25cm＝10cm，
中間一段電流無變化，故FG是銅導線，
由圖像可知，當滑片P位于F點時，電路中電流I＝0.4A，則總電阻為 R總′15Ω，
則EF段電阻為 REF＝R總′﹣R1＝15Ω﹣10Ω＝5Ω，
EF導體每1cm的電阻為0.5Ω；
GH導體的電阻RGH＝REH﹣REF＝20Ω﹣5Ω＝15Ω；
若只閉合S與S2，燈泡與R2串聯，當燈正常發光時燈兩端電壓為2.7V，
所以滑動變阻器U2＝U﹣UL＝6V﹣2.7V＝3.3V，
滑動變阻器的電阻為：R211Ω；
而REF＝5Ω，RGH＝15Ω，所以GH段接入電路電阻為11Ω﹣5Ω＝6Ω，未接入電路部分電阻為9Ω，由GH＝15cm、RGH＝15Ω知，GH部分每1cm長電阻為1Ω，所以滑片移動的最大距離為：9Ω9cm，故x≤9cm，故C正確；
D、只閉合S、S2時燈泡與R2串聯，為了保證燈絲不被燒壞，那么通過電路的最大電流為0.3A，此時電路消耗的總功率最大為：P＝UI大＝6V×0.3A＝1.8W，所以最小總功率不可能是1.8W，故D錯誤。
故選：C。
（2024 紹興三模）如圖甲所示電路，電源電壓恒定不變，R1為定值電阻，電流表的量程為“0～0.6A”，電壓表的量程為“0～15V”，滑動變阻器R2的最大阻值為80Ω。在保證電路元件安全的情況下，緩慢移動滑片，R2消耗的電功率P與電壓表示數U的關系圖像如圖乙所示，下列說法正確的是（　?。?br/>A．電源電壓為15V
B．定值電阻R1的阻值為20Ω
C．滑動變阻器R2的調節范圍為20Ω～50Ω
D．電路消耗總功率的最小值為10.8W
【解答】解：由圖甲可知，定值電阻R1和滑動變阻器R2串聯，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流；
AB、由圖乙可知，當R2兩端的電壓為13V時，R2消耗的電功率為6.5W，
由P＝UI可知，此時電路中的電流：I0.5A，
由串聯電路的電壓特點和歐姆定律可知，電源電壓：U＝U1+U2＝IR1+U2＝0.5A×R1+13V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
當R2兩端的電壓為15V時，R2消耗的電功率為4.5W，
由P＝UI可知，此時電路中的電流：I'0.3A，
由串聯電路的電壓特點和歐姆定律可知，電源電壓：U＝U1'+U2'＝I'R1+U2'＝0.3A×R1+15V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②解得：R1＝10Ω，U＝18V，故AB錯誤；
C、由串聯電路的分壓原理可知，滑動變阻器接入電路的電阻最小時，電壓表的示數最小，
由歐姆定律可知，此時電路中的電流最大，因為電流表的量程為0～0.6A，所以電路中的最大電流I大＝0.6A，
由歐姆定律可知，此時電路中的總電阻：R30Ω，
由串聯電路的電阻特點可知，滑動變阻器接入電路的最小阻值：R2?。絉﹣R1＝30Ω﹣10Ω＝20Ω，
由串聯電路的分壓原理可知，滑動變阻器接入電路的電阻最大時，滑動變阻器兩端的電壓最大，
因為電壓表的量程為0～15V，因此滑動變阻器兩端的最大電壓U2大＝15V，
由串聯電路的電壓特點可知，此時定值電阻R1兩端的電壓：U1?。経﹣U2大＝18V﹣15V＝3V，
此時電路中的電流：I最小0.3A，
由歐姆定律可知，滑動變阻器接入電路的最大阻值：R2大50Ω，
所以，滑動變阻器R2的調節范圍為20Ω～50Ω，故C正確；
D、電路中的最小電流I最?。?.3A，則電路消耗總功率的最小值：P最小＝UI最小＝18V×0.3A＝5.4W，故D錯誤。
故選：C。
題型3電流表、電壓表在判斷電路故障中的應用
（2024 寧波自主招生）如圖所示的家庭照明電路，已知其中一只燈泡的燈頭接線處存在故障。電工師傅為查明故障，在保險絲處接入一只“220 V 40W”的燈泡L0。當只閉合開關S、S1時，燈泡L0和L1都呈暗紅色（比正常發光狀態暗得多）；當只閉合開關S、S2時，燈泡L0正常發光，L2不發光。由此可以確定（　　）
A．L1燈頭接線處斷路 B．L1燈頭接線處短路
C．L2燈頭接線處斷路 D．L2燈頭接線處短路
【解答】解：當只閉合S、S1時L0和L1都呈暗紅色，是因為L1與該燈串聯接入電路，所分電壓低于220V，所以L1正常；
當只閉合S、S2時，L0正常發光，L2不發光，是因為L2被短路，使L0直接接在電源上，正常發光。
故選：D。
（2024春 杭州期中）風箏線散落在高壓電路上會導致線路短路，致使線路跳閘并引發大面積停電，不僅會損壞電力設備，而且會影響社會及居民正常用電，有時甚至威脅人身安全。下列電路能解釋上述現象的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：家庭電路中，火線與零線直接連接或火線與大地直接連接，會造成短路。D圖中風箏線導致火線與地面連接，造成短路，故ABC錯誤，D正確。
故選：D。
（2024春 上城區校級期中）如圖是某居民家中的部分電路圖，開始時各部分工作正常。將一只大功率電器的插頭插入插座后，L2突然熄滅，大功率電器也沒有工作，只有指示燈L1仍然發光。拔出電器插頭，用測電筆分別檢測B、C兩點和插座的左、右插孔時，氖管都不發光。若電路中只有一處發生了故障，故障最有可能的是（　　）
A．裝在A點左側的導線發生了斷路
B．裝在A、B間的導線發生了斷路
C．裝在B點右側的導線發生了斷路
D．裝在C、D間的導線發生了斷路
【解答】解：將一只大功率電器的插頭插入插座后，L2突然熄滅，大功率電器也沒有工作，只有指示燈L1仍然發光，這說明燈L1所在電路是正常的，所以A點左側、D點左側的電路是正常的；
拔出電器插頭，用測電筆分別檢測B、C兩點和插座的左、右插孔時時，氖管都不發光，這說明B、C、插座兩孔與火線之間是斷開的，所以故障是AB之間發生了斷路現象，故B正確。
故選：B。
03鞏固練習
1．如圖所示電路，電源電壓恒為3伏。當開關S閉合時，只有一盞燈發光，若故障只發生在燈上，則下列分析判斷錯誤的是 (　　)
A．燈 不亮，燈 亮，燈 不可能短路
B．燈 不亮，燈 亮，燈 一定是斷路
C．燈 不亮，燈 亮，燈 兩端的電壓均為3伏
D．燈 不亮，燈 亮， 燈 兩端的電壓為0伏
【答案】D
【知識點】電流表、電壓表在判斷電路故障中的應用
【解析】【分析】 由電路圖知，兩燈泡并聯，接在電源兩端，燈泡兩端電壓等于電源電壓；
應根據故障現象：一燈發光，一燈不發光，分析故障原因。
【解答】 由電路圖知，兩燈并聯，只有一燈發光，則發光的燈正常，不發光的燈一定斷路；
如果不發光的燈短路，由于兩燈并聯，則另一燈同時被短路，兩燈都不發光，與事實不符，
所以故障原因是不發光的燈斷路；兩燈并聯在電源兩端，一燈發光，一燈斷路，則兩燈兩端的電壓都等于電源電壓3V。
故ABC正確不合題意，而D錯誤符合題意。
故選D。
2．小明剛學完初中的電學知識，恰逢家中電燈不亮，他拿起試電筆測試家庭電路圖中的a、b、c、d四點，只有測試b點時氖管不發光，請你幫他分析可能發生的故障是（　　）
A．火線與零線短路 B．a、d之間某處短路
C．b、c之間某處斷路 D．電燈的燈絲斷了
【答案】C
【知識點】家庭電路的故障分析
【解析】【分析】1、試電筆接觸火線時，電流通過試電筆、人體流入大地，形成回路，氖管發光；接觸零線時，由于零線與大地之間電壓為零，沒有電流通過試電筆，氖管不發光。通過試電筆氖管的發光情況，可以判斷被測點與火線之間是否導通。
2、測電筆是用來辨別火線和零線的：用手接觸筆尾的金屬體，筆尖接觸火線，測電筆的氖管將發光；用測電筆測試a、c、d三點，氖管都發光，這說明a、c、d與火線是連通的，問題出在bc之間，據此判斷。
【解答】用測電筆測試a、c、d三點，氖管都發光，這說明從火線到c點之間的電路都是完好的，沒有開路；而測電筆測試b點時，氖管不發光，這說明b點到火線之間的導線出現開路，由此可以判斷出是b、c之間某處斷路。
故答案為：C。
3．如圖為某家庭的部分電路，閉合開關S1，S2，電燈L與電熱壺均正常工作，在三孔插座上接入電飯煲后，電熱壺突然停止工作，燈L 仍正常發光，拔出電飯煲的插頭，用測電筆分別測試三孔插座的左右兩孔，氖管均不發光。此時電路故障可能是 (　　)
A．電熱壺斷路 B．CD短路
C． AB 斷路 D．插座短路
【答案】C
【知識點】電流表、電壓表在判斷電路故障中的應用
【解析】【分析】電熱壺突然停止工作，燈L仍正常發光，說明燈泡相連的火線和零線正常，但電路中一定出現斷路；
測電筆測試三孔插座的左右兩孔，氖管發光，說明兩孔與火線是連通的，若不發光，說明與火線是斷開的。
【解答】在三孔插座上接入電飯煲后，電熱壺突然停止工作，燈L仍正常發光，這表明電路出現了斷路現象；燈L仍正常發光，說明A、C左邊的火線、零線均正常；而把測電筆分別插入三孔插座的左右兩孔，氖管均不發光，說明火線出現了斷路現象，因此是AB間發生了斷路。
故答案為：C。
4．小科為探究“電壓一定時，電流與電阻之間的關系”，設計了如圖實驗。先在AB間接入10Ω的定值電阻 R1，移動滑片 P，讀取電壓表、電流表示數并記錄；然后用15歐的定值電阻 R2替換 R1后，接下來的操作和操作后的電路分析正確的是 (　　)
A．閉合開關，電壓表示數變大 B．閉合開關，電流表示數不變
C．注視電壓表，并向左調節滑片 D．注視電流表，并向右調節滑片
【答案】A
【知識點】探究電流與電壓、電阻的關系實驗
【解析】【分析】本題考查探究電流與電阻關系的實驗。在探究 “電壓一定時，電流與電阻之間的關系” 實驗中，要控制定值電阻兩端電壓不變。根據串聯電路分壓原理，電阻變化時，其兩端電壓會改變，需要調節滑動變阻器來保持電壓不變。
【解答】A、根據串聯電路分壓原理U =IR，當把10Ω的電阻換成15Ω的電阻時，電阻增大，其分得的電壓會增大，所以閉合開關，電壓表示數變大，故A正確。
B、電阻增大，總電阻增大，電源電壓不變，根據歐姆定律，電路中電流會減小，電流表示數應變小，故B錯誤。
C、要探究電流與電阻關系需控制定值電阻兩端電壓不變，電壓表示數變大，應增大滑動變阻器接入電路的電阻，即向右調節滑片，而不是向左調節，故C錯誤。
D、實驗中要控制定值電阻兩端電壓不變，應注視電壓表來調節滑片，而不是注視電流表，故D錯誤。
故答案為：A。
5．家庭電路中經常使用測電筆檢查電路的故障。
（1）如圖所示，開關處于打開狀態，現用測電筆分別測試電路中A、B、C三點，不能使測電筆氖管發光的是 　 　點；
（2）閉合開關后發現燈不亮，但是熔斷器正常，其他電路也正常，則可能發生的故障是____。
A．燈泡斷路 B．零線斷路 C．插座短路 D．燈泡短路
【答案】（1）B
（2）A
【知識點】家庭電路的故障分析；測電筆的使用
【解析】【分析】（1）測電筆測量與火線相連的點時，氖管會發光。
（2）若電路中存在短路，熔斷器會因為電路中電流過大而熔斷，所以熔斷器正常，說明電路中不存在短路的情況。
【解答】（1）由圖可知，A點和C點與火線相連，B點與零線相連，火線帶電，零線不帶電，可知不能使氖管發光的是B點。
（2）熔斷器正常，說明電路中不存在短路的情況，其他電路也正常，說明火線和零線沒斷，則故障可能是燈泡斷路。
故答案為：A。
6．安全用電，人人有責。請回答下列問題：
（1）如圖1是家庭電路示意圖。插座與燈泡的連接方式是　 　聯。閉合開關后，燈泡不亮，測電筆分別插入插座的三個孔中都不發光，則電路故障是　 　斷路。
（2）家用電能表如圖2所示。能接入電路中用電器的最大總功率為　 　。若家中僅有電飯鍋工作，5min內電能表指示燈閃爍了300次，電飯鍋在這段時間內消耗的電能是　 　J。
【答案】（1）并；火線
（2）8800；3.6×105
【知識點】家庭電路的故障分析；電能表參數的理解與電能的求法
【解析】【分析】（1）①用電器首尾相連為串聯，并排連接在兩點之間為并聯；
②測電筆接觸火線時發光，接觸零線時不發光，據此分析判斷；
（2）①根據圖2確定電能表的最大電流，根據P=UI計算允許接入的最大功率；
②根據計算電飯鍋消耗的電能。
【解答】（1）①根據圖片可知，插座與燈泡并排連接在電路兩點之間，故它們的連接方式是并聯。
②若進戶線火線斷路，則電路中沒有電流，測電筆測任何位置均不發光，因此電路故障是火線斷路；
（2）①根據圖2可知，電能表允許通過的最大電流為40A，
則該電能表能接入電路中用電器的最大總功率為；
②當指示燈閃爍了300次，電飯煲消耗的電能。
（1）[1]由題圖1知道，插座與燈泡互不影響，故它們的連接方式是并聯。
[2]由圖1知道，若火線斷路，則電路中沒有電流，測電筆測任何位置均不發光。
（2）[1]由圖2知道，該電能表能接入電路中用電器的最大總功率為
[2]圖2中電能表常數3000imp/kW·h表示每消耗1kW·h的電能，電能表指示燈閃爍3000次，所以當指示燈閃爍了300次，電飯煲消耗的電能即這段時間內產生的熱量為
7．某科學興趣小組在探究“電流與電阻的關系”的實驗中，設計了如圖甲所示的電路。已知電源電壓為6V 保持不變，所給的定值電阻的阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，滑動變阻器有“20Ω，2A”、“60Ω，1A”兩種規格。
（1）圖乙是尚未完成連接的實物電路，請你在答卷對應圖中用筆畫線代替導線完成連接。要求：滑動變阻器的滑片 P 向 A 端移動時，電壓表示數變大。
（2）電路連接好后，閉合開關，發現電流表有示數、電壓表示數為零，則電路故障原因可能是____。
A．電壓表的量程太大 B．電阻R 發生斷路
C．電阻R 發生短路 D．滑動變阻器發生短路
（3）興趣小組的同學排除故障后進行實驗，將獲得的相關數據繪制成圖丙所示的I-R圖像。根據圖像判斷，滑動變阻器應選用的規格為　 　。
（4）分析圖丙I~R圖像可以得到的實驗結論是　 　。
【答案】（1）
（2）C
（3）60Ω，1A
（4）在導體兩端電壓一定時，通過導體的電流與其電阻成反比
【知識點】串、并聯電路的電壓特點；滑動變阻器的原理及其使用；歐姆定律及其應用；探究電流與電壓、電阻的關系實驗
【解析】【分析】（1）滑動變阻器連入電路的有效長度越大，電阻越大。
（2）電流表有示數、電壓表示數為零的故障為：電壓表測量對象短路；電流表無示數、電壓表示數有示數的故障為：電壓表測量對象斷路。
（3）探究電流與電阻的關系時，要控制定值電阻兩端的電壓保持不變，可根據串聯電路的電壓和電流特點判斷滑動變阻器連入電路的最大阻值，從而判斷所選擇的滑動變阻器。
（4）在書寫結論時，注意不要忘記前提。
【解答】（1）要求滑動變阻器的滑片P向A端移動時，電壓表示數變大，由圖可知，電路為串聯電路，電壓表測量定值電阻兩端電壓，串聯電路電阻越大，分壓越大，可知向A端移動滑片，滑動變阻器連入電路的阻值減小，故應用導線將定值電阻的右接線柱與滑動變阻器的A端相連，如圖所示
（2）電流表有示數，說明電路為通路，電壓表示數為零，則故障可能是定值電阻短路，電壓表相當于測量一段導線兩端的電壓，所以示數為0.
故答案為：C。
（3）由圖丙可知，定值電阻兩端的電壓為，電源電壓為6V，可知滑動變阻器兩端的電壓為3V，串聯電路電流處處相等，由歐姆定律可知，滑動變阻器連入電路的阻值等于定值電阻的阻值，當定值電阻的阻值為30歐姆時，滑動變阻器連入電路的阻值也為30歐姆，可知選擇的滑動變阻器為60Ω，1A的滑動變阻器。
（4）由圖像可知，電壓一定時，電阻增大為原來的幾倍，電流就為原來的幾分之一，可知：在導體兩端電壓一定時，通過導體的電流與其電阻成反比。
8．某科學興趣小組在探究“電流與電阻的關系”的實驗中，設計了如圖甲所示的電路。已知電源電壓為6V保持不變，所給的定值電阻的阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，滑動變阻器有“20Ω，2A”、“60Ω，1A”兩種規格。
（1）圖乙是尚未完成連接的實物電路，請你在答卷對應圖中用筆畫線代替導線完成連接。要求：滑動變阻器的滑片P向A端移動時，電壓表示數變大?！? 　
（2）電路連接好后，閉合開關，發現電流表有示數、電壓表示數為零，則電路故障原因可能是_________。
A．電壓表的量程太大 B．電阻R發生斷路
C．電阻R發生短路 D．滑動變阻器發生短路
（3）興趣小組的同學排除故障后進行實驗，將獲得的相關數據繪制成圖丙所示的I—R圖像。根據圖像判斷，滑動變阻器應選用的規格為　 　。
（4）分析圖丙I—R圖像可以得到的實驗結論是　 　。
【答案】（1）
（2）C
（3）60Ω，1A
（4）在導體兩端電壓一定時，通過導體的電流與其電阻成反比
【知識點】串、并聯電路的電壓特點；電流表、電壓表在判斷電路故障中的應用；歐姆定律及其應用；探究電流與電壓、電阻的關系實驗
【解析】【分析】（1）串聯電路中電阻越大，其兩端的分壓越大，電壓表測量定值電阻兩端電壓，可知滑片向A端移，電壓表示數變大，滑動變阻器連入電路的阻值減小。
（2）電流表有示數、電壓表示數為零的故障最有可能是電壓表測量對象短路； 電流表沒有示數、電壓表示數有示數，最有可能的故障是電壓表測量對象斷路。
（3）滑動變阻器連入電路的阻值最大時，電路中總電阻最大，由歐姆定律可知電路中電流最小，所以選擇0.1A進行計算。
（4）由圖像可知，電壓一定時，電流與電阻圖像是反比例函數圖象，說明電壓一定時，電流與電阻成反比。
【解答】（1）電壓表測電阻的電壓，滑動變阻器的滑片P向A端移動，電壓表示數變大，由歐姆定律U=IR，電路的電流變大，故變阻器連入電路的電阻變小，故變阻器左下接線柱連入電路中，如圖所示
。
（2）A、電壓表的量程太大，電壓表示數不會為零，只是指針偏轉角度很小，故A不符合題意；
B、若電阻R發生了斷路，則電流表示數為0，電壓表串聯在電路中測電源電壓，故B不符合題意；
C、若電阻R發生了短路，電壓表示數為0，電路為通路，此時電阻變小，電流表示數變大，故C符合題意；
D、滑動變阻器發生了短路，電路為通路，電流表有示數，電壓表測電源電壓有示數，故D不符合題意。
故答案為：C。
（3）由圖丙可知，定值電阻兩端的電壓
UV=IR=0.6A×5Ω=…=0.1A×30Ω=3V
根據串聯電路電壓的規律，變阻器分得的電壓
U滑=U-UV=6V-3V=3V
滑動變阻器分得的電壓與電壓表示數相同，根據串聯電路分壓規律，可知滑動變阻器接入電路中的電阻和定值電阻R的阻值相同，所以滑動變阻器的最大阻值至少為30Ω，故選擇的規格為：“60Ω，1A”。
（4）根據圖丙可知：在導體兩端電壓一定時，通過導體的電流與其電阻成反比。
（1）電壓表測電阻的電壓，滑動變阻器的滑片P向A端移動，電壓表示數變大，由歐姆定律U=IR，電路的電流變大，故變阻器連入電路的電阻變小，故變阻器左下接線柱連入電路中，如圖所示：。
（2）A．電壓表的量程太大，電壓表示數不會為零，只是指針偏轉角度很小，故A不符合題意；
B．若電阻R發生了斷路，則電流表示數為0，電壓表串聯在電路中測電源電壓，故B不符合題意；
C．若電阻R發生了短路，電壓表示數為0，電路為通路，此時電阻變小，電流表示數變大，故C符合題意；
D．滑動變阻器發生了短路，電路為通路，電流表有示數，電壓表測電源電壓有示數，故D不符合題意。
故選C。
（3）由圖丙可知，定值電阻兩端的電壓
UV=IR=0.6A×5Ω=…=0.1A×30Ω=3V
根據串聯電路電壓的規律，變阻器分得的電壓
U滑=U-UV=6V-3V=3V
滑動變阻器分得的電壓與電壓表示數相同，根據串聯電路分壓規律，可知滑動變阻器接入電路中的電阻和定值電阻R的阻值相同，所以滑動變阻器的最大阻值至少為30Ω，故選擇的規格為：“60Ω，1A”。
（4）根據圖丙可知：在導體兩端電壓一定時，通過導體的電流與其電阻成反比。
9．在測量小燈泡電功率的實驗中，電源電壓為 4.5V，小燈泡的額定電壓為 2.5V，小燈泡正常發光時的電阻約為10Ω。
（1）用筆畫線代替導線，將圖甲中的實物電路連接完整。要求：當滑動變阻器的滑片向左移動時，其接入電路的電阻變大，連線不得交叉。
（2）閉合開關，發現小燈泡不亮，電壓表有示數，電流表無示數，則出現故障可能是　 　。
（3）排除故障后，閉合開關，移動滑片 P 到某一位置時，電壓表示數如圖乙所示，若想測量小燈泡的額定功率，接下來的操作是　 　。
（4）測得小燈泡的額定功率后，把小燈泡兩端的電壓調為額定電壓的一半，發現測得的實際功率大于額定功率的四分之一，請對其原因加以分析：　 　。
【答案】（1）
（2）小燈泡斷路
（3）向右移動滑片P，使電壓表示數為2.5V
（4）當小燈泡兩端的電壓調為額定電壓的一半，燈絲的電阻隨溫度的降低也減小了，根據可知測得的實際功率大于其額定功率的四分之一。
【知識點】小燈泡電功率的影響因素
【解析】【分析】 （1）根據當滑動變阻器的滑片向左移動時，連入電路的電阻變大，確定為阻器的連接；由歐姆定律求出燈正常工作時的電流，確定電流表選用量程與燈串聯；
（2）若電流表示數為0，燈不亮，說明電路可能斷路；電壓表示數接近電源電壓，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯的燈泡斷路了；
（3）燈在額定電壓下正常發光，根據圖中電壓表小量程讀數，比較電壓表示數與額定電壓的大小，根據串聯電路電壓的規律及分壓原理確滑片移動的方向；
（4）根據知，在電阻R不變時，電壓為原來的二分之一，功率為原來的四分之一，由燈絲的電阻隨溫度的降低而減小分析。
【解答】 （1）當滑動變阻器的滑片向左移動時，連入電路的電阻變大，即滑片以右電阻絲連入電器中；小燈泡的額定電壓為2.5V，小燈泡正常發光時的電阻約為10Ω，由歐姆定律，燈正常工作時的電流：，電流表選用小量程與燈串聯，如下所示：
（2）經分析。發現小燈泡不亮，電壓表有示數，電流表無示數，則出現故障的原因可能是：燈泡斷路；
（3）燈在額定電壓下正常發光，圖中電壓選用小量程，分度值為0.1V，示數為2.2V，小于燈的額定電壓2.5V，應增大燈的電壓，根據串聯電路電壓的規律，應減小變阻器的電壓，由分壓原理，應減小變阻器連入電路中的電阻大小，故滑片向右移動，直到電壓表示數為額定電壓。
（4）根據知，在電阻R不變時，電壓為原來的二分之一，功率為原來的四分之一，但因燈絲的電阻隨溫度的降低而減小，故小燈泡兩端的電壓調為額定電壓的一半，通過小燈泡的電流大于額定電流的一半，故發現測得的實際功率大于其額定功率的四分之一。
10．在探究“電流與電阻的關系”的實驗中，所用的器材有：學生電源(4伏)，阻值為5歐、10歐、20歐的定值電阻，“15Ω 1A”的滑動變阻器，電流表，電壓表，開關和導線若干。
（1）請將電路連接完整。
（2）小金連好電路，閉合開關后發現電壓表的示數為電源電壓、電流表的示數為零，則發生故障的原因可能是____(填字母)。
A．R開路 B．R短路
C．滑動變阻器開路 D．滑動變阻器短路
（3）排除故障后，小金將不同阻值的定值電阻分別接入電路，調節滑動變阻器，測量電壓為2伏時通過不同電阻的電流。該實驗中滑動變阻器的作用除了保護電路外，還有　 　。
（4）實驗中，若將定值電阻換成20歐的，則無法達到實驗目的，其原因是　 　。
【答案】（1）(答案不唯一)
（2）A
（3）控制定值電阻兩端的電壓不變
（4）滑動變阻器的最大阻值太小
【知識點】探究電流與電壓、電阻的關系實驗
【解析】【分析】（1）滑動變阻器上下各選一個接線柱串聯在電路中；
（2）小金連好電路，閉合開關后發現電流表示數為零，說明電路可能斷路，電壓表示數為電源電壓，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯的電路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯的電路斷路了；
（3）根據控制變量法，研究電流與電阻的關系時，需控制定值電阻兩端的電壓相同，據此分析滑動變阻器的作用；
（4）根據串聯電路電壓的規律求出滑動變阻器分得的電壓，根據分壓原理，求出當接入20Ω電阻時滑動變阻器連入電路中的電阻，據此分析。
【解答】 （1）滑動變阻器上下各選一個接線柱與開關串聯在電路中，如圖所示：
；
（2）小金連好電路，閉合開關后發現電流表示數為零，說明電路可能斷路，電壓表示數為電源電壓，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯的電路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯的電路斷路了，即發生故障的原因可能是.R斷路，故選A；
（3）根據控制變量法，研究電流與電阻的關系時，需控制定值電阻兩端的電壓相同，因此本實驗中滑動變阻器的作用除了保護電路外，還有一個作用是控制定值電阻兩端的電壓不變；
（4）電阻兩端的電壓始終保持2V不變，根據串聯電路電壓的規律，滑動變阻器分得的電壓：U滑=4V-2V=2V，滑動變阻器分得的電壓為電壓表示數的倍，根據分壓原理，當接入20Ω電阻時，滑動變阻器連入電路中的電阻為：R滑=1×20Ω=20Ω＞15Ω，故實驗中，將定值電阻換成20Ω，無法達到實驗目的，其原因是滑動變阻器最大阻值太小。
11．小舟利用兩節干電池、電流表、電壓表、開關、滑動變阻器、阻值為5Ω、10Ω和20Ω的定值電阻各一個以及導線若干等器材，進行了“探究電流與電阻的關系”的實驗：
次數 電阻R/Ω 電流 I/A
1 5 0.4
2 10 0.2
3 20 0.1
（1）請用筆畫線代替導線將圖中實物圖連接完整，要求滑動變阻器的滑片向右移動時電流表示數變大。　 　。
（2）先把5Ω的電阻接入電路中，將滑片移至阻值最大端，閉合開關后，發現電壓表與電流表均無示數，電路故障可能是滑動變阻器　 　。
（3）排除故障后多次實驗，數據記錄如上表，由此得出結論：在電壓一定時，　 　。
（4）利用以上器材，　 　(選填“能”或“不能”)測量銘牌模糊不清的滑動變阻器的最大阻值。
【答案】（1）
（2）開路(斷路)
（3）通過導體的電流與導體的電阻成反比
（4）能
【知識點】探究電流與電壓、電阻的關系實驗
【解析】【分析】（1）滑動變阻器的滑片向左移動時電流表示數變大，說明電路中電阻變小，據此確定變阻器應選左下接線柱串聯在電路中；
（2）根據閉合開關，發現燈泡不亮，電流表無示數、電壓表無示數判斷電路的故障；
（3）利用表中數據，根據電流與電阻的乘積為一定值得出結論；
【解答】（1）滑動變阻器的滑片向右移動時電流表示數變大，說明電路中電阻變小，故變阻器應選右下接線柱與電源串聯在電路中，如下圖所示：
（2）閉合開關，發現燈泡不亮，電流表無示數，說明電路出現了斷路現象，電壓表無示數，說明電壓表與電源之間沒有接通，出現故障的原因可能是滑動變阻器斷路；
（3）由表中數據可知，電流與電阻的乘積UV=IR=5Ω×0.4A=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=2V，為一定值，故可以得出的結論是：在電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比；
（4）將滑動變阻器阻值調至最大，接入電路，閉合開關，讀出此時電流表的示數和電壓表的示數，根據歐姆定律，此時為定值電阻與滑動變阻器最大阻值之和，已知定值電阻阻值，可求出滑動變阻器的最大阻值。所以利用以上器材能測量銘牌模糊不清的滑動變阻器的最大阻值。
12． 圖甲是小金測定小燈泡額定功率的電路，小燈泡上標有“3.8V”字樣。
序號 電流I/A 電壓 U/V 功率 P/W 額定功率 P/W
1 0.26 3.2 0.83 0.83W+P2+1.34W3
2 I2 3.8 P2
3 0.32 4.2 1.34
（1）請完成實物圖甲的連接(要求滑片在向右移動時小燈泡變暗)。
（2）完成電路連接后閉合開關，小金發現小燈泡不亮，電流表有示數，電壓表無示數，小金分析故障原因是　 　。
（3）排除故障后，閉合開關，移動滑動變阻器滑片，當電壓表的示數為3.8V時，電流的示數如圖乙所示，記錄表格。計算此時小燈泡的功率P2為　 　W。
（4）小金根據實驗記錄表的數據處理，得到小燈泡的額定功率，請問是否合理并說明理由　 　。
【答案】（1）
（2）小燈泡短路或電壓表短路
（3）1.14W
（4）不合理；不同電壓下小燈泡的功率是不同的，取幾次功率的平均值沒有意義。
【知識點】測定小燈泡的功率；小燈泡電功率的影響因素
【解析】【分析】 （1）滑片在向右移動時小燈泡變暗，說明電路中電流變小，滑動變阻器阻值變大，據此確定滑動變阻器選用的下端接線柱；
（2）完成電路連接后閉合開關，小金發現電流表有示數，說明電路是通路，小燈泡不亮，電壓表無示數，說明電壓表并聯的電路短路或電壓表短路；
（3）根據電流表選用量程確定分度值讀數，利用P=UI求出小燈泡的額定功率；
（4）只有燈在額定電壓下的功率為額定功率，將實際功率的平均值作為額定功率沒有意義。
【解答】 （1）滑片在向右移動時小燈泡變暗，說明電路中電流變小，滑動變阻器阻值變大，故滑動變阻器選用左下接線柱與開關串聯在電路中，如下圖所示：
；
（2）完成電路連接后閉合開關，小金發現電流表有示數，說明電路是通路，小燈泡不亮，電壓表無示數，說明電壓表并聯的電路短路或電壓表短路，即故障原因是小燈泡短路或電壓表短路；
（3）排除故障后，閉合開關，移動滑動變阻器滑片，當電壓表的示數為3.8V時，電流的示數如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值0.02A，其示數為0.3A，則小燈泡的功率P2為：
P2=U2I2=3.8V×0.3A=1.14W；
（4）不同電壓下燈的實際功率是不同的，燈只有在額定電壓下的功率為額定功率，所以將幾次實際功率的平均值作為額定功率沒有意義，是不合理的。
13．如圖是探究“電流與電阻的關系”的實驗電路。已知電源電壓為5V，滑動變阻器規格為“20Ω 1A”，選擇的定值電阻阻值為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω。
（1）根據圖甲所示實物圖在虛線框內丙圖中畫出電路圖； （學生電源符號用電池組符號表示）
（2）小科正確連接電路后，閉合開關S時，發現電流表、電壓表指針均指向零刻度；假設電路只有一處故障，出現這一現象的原因可能是____（選填字母）；
A．定值電阻短路 B．定值電阻斷路
C．滑動變阻器斷路 D．滑動變阻器短路
（3）排除故障后，小科測出多組數據并繪制成圖乙；實驗過程中，當定值電阻由5Ω換成10Ω后，接下來的操作是　 　，再讀出電流表的示數；
（4）小科對小科所繪制的圖乙提出質疑，她指出其中一組數據與事實不符，請分析說明小科的判斷依據是：　 　。
【答案】（1）
（2）C
（3）將滑動變阻器的滑片應向B端移動，使電壓表的示數為2.5V
（4）滑動變阻器的最大電阻為20Ω，定值阻值最大為25Ω，則電路的電阻最大值為R大=20Ω+25Ω=45Ω那么電路中的最小電流為所以圖乙中數據中定值電阻為25Ω時，電流大小為0.1A與事實不符。
【知識點】探究電流與電壓、電阻的關系實驗
【解析】【分析】（1）根據實物圖畫出電路圖；
（2）若閉合開關S時，發現電流表指針不動，說明電路可能斷路；電壓表指針不動，說明故障原因可能是滑動變阻器斷路；
（3）10Ω定值電阻接入電路，根據圖乙可知對應的電流，根據歐姆定律得出電阻的電壓；根據控制變量法，研究電流與電阻的關系時，需控制定值電阻的電壓不變，當換上大電阻時，根據分壓原理確定電壓表示數的變化，由串聯電路電壓的規律結合分壓原理確定滑片移動的方向；
（4）根據電阻的串聯求出電路中的最大電阻，由歐姆定律求電路中的最小電流。
【解答】（1）根據實物圖可知，電壓表與定值電阻R并聯，電流表、定值電阻和滑動變阻器串聯，所以作出電路圖，如下圖所示：
（2）若閉合開關S時，發現電流表指針指向零刻度，說明電路可能斷路；電壓表指針不動，說明故障原因可能是滑動變阻器斷路，故C符合題意，ABD不符合題意。
故選C。
（3）由圖乙可知，實驗中定值電阻兩端保持的電壓為
根據串聯分壓原理可知，將定值電阻由5Ω改接成10Ω的電阻，電阻增大，則定值電阻兩端的電壓增大；探究電流與電阻的實驗中應控制電壓不變，即應保持電阻兩端的電壓不變，根據串聯電路電壓的規律可知，應增大滑動變阻器兩端的電壓，由串聯分壓原理可知，應增大滑動變阻器連入電路中的電阻，所以將滑動變阻器的滑片應向B端移動，使電壓表的示數為2.5V，再讀出電流表的示數。
（4）滑動變阻器的最大電阻為20Ω，定值阻值最大為25Ω，則電路的電阻最大值為R大=20Ω+25Ω=45Ω
那么電路中的最小電流為
所以圖乙中數據中定值電阻為25Ω時，電流大小為0.1A與事實不符。
（1）根據實物圖可知，電壓表與定值電阻R并聯，電流表、定值電阻和滑動變阻器串聯，所以作出電路圖，如下圖所示：
（2）若閉合開關S時，發現電流表指針指向零刻度，說明電路可能斷路；電壓表指針不動，說明故障原因可能是滑動變阻器斷路，故C符合題意，ABD不符合題意。
故選C。
（3）由圖乙可知，實驗中定值電阻兩端保持的電壓為
根據串聯分壓原理可知，將定值電阻由5Ω改接成10Ω的電阻，電阻增大，則定值電阻兩端的電壓增大；探究電流與電阻的實驗中應控制電壓不變，即應保持電阻兩端的電壓不變，根據串聯電路電壓的規律可知，應增大滑動變阻器兩端的電壓，由串聯分壓原理可知，應增大滑動變阻器連入電路中的電阻，所以將滑動變阻器的滑片應向B端移動，使電壓表的示數為2.5V，再讀出電流表的示數。
（4）滑動變阻器的最大電阻為20Ω，定值阻值最大為25Ω，則電路的電阻最大值為R大=20Ω+25Ω=45Ω
那么電路中的最小電流為
所以圖乙中數據中定值電阻為25Ω時，電流大小為0.1A與事實不符。
14．如圖為小明和同學們一起測量小燈泡的電功率的實驗電路(小燈泡標有“2.5V”的字樣)。
（1）請你用筆畫線代替導線幫小明把圖甲的實物電路補充完整。(要求滑片向左移動時燈泡變暗)。
（2）連接好電路后，閉合開關，移動滑動變阻器滑片 P，小明發現小燈泡始終不亮，電流表無示數，電壓表示數接近3 V，則電路中可能的故障原因是　 　。
（3）排除故障后，閉合開關調節滑動變阻器阻值使電壓表示數為2.5V，記錄此時電流表讀數如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為　 　。
（4）有同學認為此實驗器材還可以探究電流與電壓的關系，請判斷能否實現并說明理由：　 　。
【答案】（1）
（2）燈泡處斷路(或燈絲斷了、燈泡壞了)
（3）0.7 W
（4）不能；因為燈絲的電阻隨溫度的改變而改變，無法保持電阻不變(或能實現；只要小燈泡燈絲選擇電阻受溫度影響較小的材料制成即可)
【知識點】電功率計算公式的應用；測定小燈泡的功率
【解析】【分析】（1）滑動變阻器連入電路的有效長度越大，電阻越大。
（2）電壓表測量對象斷路的現象：電壓表示數約為電源電壓，電流表沒有示數；電壓表測量對象短路的現象：電壓表沒有示數，電流表有示數。
（3）電流表小量程的分度值為0.02A。
（4）根據控制變量法，探究電流與電壓的關系時，要控制電阻不變。
【解答】（1）要求滑片向左移時燈泡變暗，說明滑片向左移時，滑動變阻器連入電路的阻值增大，故用將導線將滑動變阻器的右下角接線柱與電流表的負接線柱相連。
（2）由實物圖可知，電壓表測量的是燈泡兩端的電壓，此時電流表沒有示數，說明電路中可能存在斷路，電壓表示數約為電源電壓，則故障原因是燈泡斷路，電壓表串聯進電路，電壓表阻值很大，所以電路中電流很小，電流表測不出電流大小，燈泡也不能發光。
（3）電流表連接的是小量程，示數為0.28A，燈泡的額定功率為。
（4）探究電流與電壓的關系時，要控制電阻的阻值不變，燈泡的電阻會隨著溫度的變化而變化，不是一個定值，所以不能用于探究電流與電壓的關系。若燈泡的電阻不會隨著溫度的變化而變化，則可以探究電流與電壓的關系。
15． 小科探究通過導體的電流與其兩端電壓的關系，選用的實驗器材有：電壓恒為4.5伏的電源、電流表、電壓表、定值電阻R(5歐)、滑動變阻器R' (20歐 1安)和開關各一個及導線若干。
（1）小科設計的電路圖如圖甲所示，請用筆畫線代替導線完成圖乙的實物連接。 (要求：滑動變阻器的滑片向右移動時，電流表示數變小，導線不能交叉)
（2）閉合開關后，發現電流表有示數，電壓表無示數。則該電路出現的故障可能是　 　。
（3）排除故障后，小科調節滑動變阻器滑片P的位置，多次改變電壓表示數，讀取并記錄電流表示數，測得5組數據并繪制電流與電壓的關系曲線，如圖丙所示。老師發現其中有一組數據存在錯誤，請你指出并說明原因　 　。
【答案】（1）
（2）定值電阻短路
（3）第一組數據滑動變阻器需要連入的阻值大于其最大阻值，所以第一組數據是錯誤的。
【知識點】電流表、電壓表在判斷電路故障中的應用；歐姆定律及其應用；探究電流與電壓、電阻的關系實驗
【解析】【分析】（1）滑動變阻器通過改變連入電路的有效長度來改變連入電路的阻值，有效長度越長，阻值越大；電壓表并聯在定值電阻兩端，電流表串聯在定值電阻兩端。
（2）電流表有示數說明電路中不存在斷路的情況，電壓表沒有示數，故障可能為電壓表測量對象斷路。
（3）滑動變阻器連入電路的阻值越大，電路中電流越小，用最小電流計算最大阻值。
【解答】（1）滑片向右移，電流表示數變小，說明滑動變阻器連入電路的阻值增大，如圖所示
（2）閉合開關后，電流表有示數，說明電路中有電流經過，故障可能是定值電阻短路，電壓表相當于測量一段導線兩端的電壓，所以沒有示數。
（3）第一組數據電流為0.1A，定值電阻兩端的電壓為0.5V，則此時滑動變阻器的阻值為，大于滑動變阻器的最大阻值，所以這一組數據存在錯誤。
16．小華利用圖甲所示電路來測定不同電壓下小燈泡的功率(燈泡電阻約8Ω，其他部分器材的規格已標明)。
（1）實驗中，小華發現無論怎樣調節滑動變阻器，兩電表指針始終處于圖乙所示位置，則導線　 　(填序號)出現了斷路的故障，需要重新連接。
（2）故障排除后，小華進行了5次實驗，記錄實驗數據并在U-I圖像中描點，得到小燈泡兩端的電壓與電流的關系圖像如圖丙所示。則根據記錄的數據和圖像可知：實驗中滑動變阻器的規格可能為下列選項中的 (填字母)。
A．5Ω 2A B．10Ω 2A C．20Ω 1A D．30Ω 1A
（3）小華發現可以通過圖像直接得出燈泡功率大小與電壓的關系，請在答題卡相應位置用陰影表示燈泡在 1.5V時的功率大小。
（4）交流分析時，小華覺得不需要重新測量就可以在圖像中繼續畫出通過滑動變阻器的電流與它兩端電壓的關系，如圖丁，其中符合實際的曲線是　 　(填“①”“②”或“③”)。
【答案】（1）①
（2）D
（3）
（4）①
【知識點】測定小燈泡的功率
【解析】【分析】（1）在測量小燈泡電功率的實驗中，如果燈泡發生斷路，那么電壓表串聯在電路中，此時電壓表測電源電壓，則示數等于電源電壓。由于電壓表的內阻很大，因此電流表的示數幾乎為零。
（2）根據丙圖確定電路的最小電流，根據歐姆定律計算此時的總電阻，根據R變=R總-RL計算變阻器接入的阻值即可；
（3）根據P=UI，結合長方形的面積公式S=ab分析解答；
（4）根據串聯電路的分壓規律U總=UL+U變分析判斷。
【解答】（1）根據乙圖可知，當調節滑動變阻器時，電壓表的示數始終為3V，而電流表的示數始終為零，那么應該為燈泡位置出現斷路。由于導線②與電壓表相連，而電壓表有示數，那么②是正常的，那么只能是導線①斷路。
（2）根據丙圖可知，電路的最小電流為0.1A，
則此時最大總電阻為：；
此時變阻器接入的最大阻值為：R變=R總-RL=30Ω-8Ω=22Ω；
故選D。
（3）根據P=UI可知，燈泡在1.5V時的電功率其實就是一個長為0.2A，寬為1.5V的長方形的面積，如下圖所示：
（4）根據U總=UL+U變可知，電源電壓為3V，燈泡電壓為1.5V時，變阻器兩端的電壓也是1.5V，即燈泡的圖像和變阻器的圖像在這個位置相交，故選①。
17． 小明和小麗所在的A、B兩個實驗組在實驗課上利用如圖甲所示的電路分組探究“電流跟電阻的關系”。實驗器材有：電源電壓為6V的電源；阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值電阻；滑動變阻器；電流表；電壓表；開關；導線若干。
（1）小明正確連接好電路，在閉合開關前發現電流表的指針如圖所示，則應該進行的操作　 　。
（2）改正后閉合開關，發現電壓表示數接近電源電壓，而電流表示數為零，該電路的故障為R　 　。 (選填“斷路”或“短路”)
（3）在探究電流與電阻的關系的實驗中，A、B兩組同學根據各自的實驗數據作出了如圖乙所示的I-R圖像，經討論，一致認為A組同學的I-R圖像是錯誤的，請說明該組操作中存在的問題是 　 　。
（4）分析圖乙B組同學的數據可知，他們選擇的滑動變阻器的規格是：____(填字母)。
A．20Ω， 1A B．40Ω， 0.2A C．50Ω， 1A
【答案】（1）將電流表調零
（2）電阻R斷路
（3）A組同學的I-R圖像是錯誤的，因為沒有控制定值電阻兩端的電壓不變；
（4）C
【知識點】探究電流與電壓、電阻的關系實驗
【解析】【分析】 （1）根據電流表的使用方法解答；
（2）電流表示數為零，說明電路斷路，電壓表示數接近電源電壓，說明電壓表兩接線柱間的電路是通路，分析故障原因；
（3）在探究電流與電阻的關系時，要控制定值電阻兩端的電壓不變，根據圖乙利用歐姆定律分析解答；
（4）探究電流與電阻的關系，應保持電阻兩端的電壓不變；根據串聯電路電壓的規律求出變阻器分得的電壓，根據分壓原理，求出當接入20Ω電阻時變阻器連入電路中的電阻，根據歐姆定律求出電路中的最大電流，進而確定滑動變阻器的規格。
【解答】 （1）在連接電路閉合開關前，發現電流表指針位置如圖所示，指針沒有正對零刻度線，其原因是：電流表沒有調零，所以應該進行的操作是將電流表調零；
（2）閉合開關，電流表示數為零，說明電路斷路，電壓表示數接近電源電壓，說明電壓表兩接線柱間的電路是通路，電壓表被串聯在電路中，則故障原因可能是電阻R斷路；
（3）探究電流與電阻關系時要控制定值電阻兩端的電壓不變，由圖乙A的I-R圖像可知，四次實驗中，定值電阻兩端的電壓：UV=IR=0.2A×20Ω≠…≠0.4A×5Ω，
由圖乙B的I-R圖像可知，四次實驗中，定值電阻兩端的電壓：UV=IR=0.1A×20Ω=…=0.4A×5Ω=2V，即A同學沒有控制定值電阻兩端的電壓不變，B同學控制定值電阻兩端的電壓不變，因此A同學的實驗操作是錯誤的；
（4）定值電阻兩端的電壓始終保持UV=2V，
根據串聯電路電壓的規律，滑動變阻器分得的電壓：U滑=U-UV=6V-2V=4V，
滑動變阻器分得的電壓為電壓表示數的倍，
根據分壓原理，當接入20Ω電阻時，滑動變阻器連入電路中的電阻為：R滑=2×20Ω=40Ω＞20Ω，
由歐姆定律可知，當定值電阻的阻值最小時，電路中的電流最大，
為：。
故選C。
18．在探究“同一導體中的電流與它兩端電壓關系”的實驗中，小科設計了圖甲電路圖來進行實驗。
（1）圖中有一根導線連接錯誤，請你在錯誤的導線上畫“×”，并用筆畫線代替導線畫出正確的連接方式。
（2）在正確連接電路后，閉合開關，將滑動變阻器的滑片由最左端移到最右端的過程中，小燈泡始終不發光，電流表示數為零，電壓表示數較大，經檢查兩電表均正常且導線連接正確，則電路故障是　 　。
（3）在這個實驗中，滑動變阻器的作用是　 　。
（4）如圖乙所示是小科根據實驗數據繪出的電流I與電壓 U關系的圖像，發現電流與電壓不成正比，跟書本中的結論不一致，請分析原因并提出改進方案。
　 　。
【答案】（1）
（2）小燈泡斷路
（3）保護電路；改變小燈泡兩端電壓，多次實驗尋找普遍規律
（4）小燈泡電阻隨溫度變化而變化，改用定值電阻進行實驗
【知識點】探究電流與電壓、電阻的關系實驗
【解析】【分析】電路連接：探究 “同一導體中的電流與它兩端電壓關系” 實驗，應將電壓表并聯在定值電阻兩端，電流表與定值電阻串聯，以此判斷導線連接錯誤之處。
電路故障分析：根據燈泡不發光、電流表示數為零（斷路特征）、電壓表示數較大（與電源連通）來判斷故障。
滑動變阻器作用：在電學實驗中，滑動變阻器一方面可保護電路，另一方面能改變用電器兩端電壓，多次實驗尋找普遍規律 。
圖像分析：從影響電阻的因素角度分析電流與電壓不成正比原因，再思考改進方案。
【解答】（1）在探究 “同一導體中的電流與它兩端電壓關系” 實驗中，電壓表應并聯在小燈泡兩端。觀察原電路連接，發現電壓表并聯在了定值電阻和滑動變阻器兩端，這是錯誤的。應去掉小燈泡與滑動變阻器之間連接電壓表負接線柱的導線，將電壓表負接線柱與小燈泡左端接線柱連接。
（2）閉合開關，滑動變阻器滑片移動過程中，小燈泡不發光且電流表示數為零，說明電路存在斷路。又因為電壓表示數較大，且兩電表正常、導線連接正確，這表明電壓表與電源連通，所以故障是小燈泡斷路。
（3）在該實驗中，滑動變阻器在閉合開關前，將其阻值調到最大，可防止電路中電流過大，起到保護電路作用；同時，通過改變自身阻值，能改變定值電阻兩端的電壓，進行多次實驗，從而尋找電流與電壓關系的普遍規律 。
（4）原因：小燈泡的電阻受溫度影響，當通過小燈泡的電流變化時，其發熱功率改變，溫度改變，電阻也隨之改變，不滿足 “同一導體（電阻不變）” 這一條件，所以電流與電壓不成正比。改進方案：將小燈泡換成定值電阻，因為定值電阻阻值不隨溫度變化而改變，能滿足探究 “同一導體中的電流與它兩端電壓關系” 實驗中電阻不變的要求。
19．小科在“探究電功率與電流關系”的實驗中，連接了如圖甲的電路，其中電源電壓保持6V不變，R為定值電阻。
（1）實驗開始前，小科需要將滑動變阻器的滑片移到　 　端（填空“A”或“B”）；
（2）實驗中，小科發現無論怎樣調節滑動變阻器，兩電表指針始終處于圖乙所示位置，由此可以推斷電路故障是　 ?。?br/>（3）替換了問題器材后，小科移動滑動變阻器進行多次實驗，繪制了電阻R電功率（曲線A）和電路總功率（曲線B）隨電流變化圖像（如圖丙），分析可知小科用的定值電阻阻值為　 　Ω；請根據圖丙推測滑動變阻器功率隨電流變化的規律，并說明推測的依據：　 　。
【答案】（1）A
（2）電阻R斷路
（3）10；從圖中可知，隨著電流的增大，總功率和定值電阻的功率之差先變大、后變小，故滑動變阻器消耗功率隨電流大小的變化情況是先變大、后變小
【知識點】測定小燈泡的功率；電功率
【解析】【分析】（1）為了保護電路，實驗開始前，小科需要將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處；
（2）電流表沒有示數，說明電路可能斷路，而電壓表有示數，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯的電路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯的電路斷路了；
（3）根據圖丙利用P=UI求出定值電阻兩端電壓，據此求出電阻R的阻值；
從圖中可知，隨著電流的增大，總功率和定值電阻的功率之差先變大、后變小，據此得出滑動變阻器消耗功率隨電流大小的變化情況。
【解答】（1）為了保護電路，實驗開始前，小科需要將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處，即A端。
（2）實驗中，小科發現無論怎樣調節滑動變阻器，兩電表指針始終處于圖乙所示位置，電流表沒有示數，說明電路斷路，而電壓表有示數，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯的電路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯的電路斷路了，即可以推斷電路故障是電阻R斷路。
（3）由圖丙知道，當電路中的電流為0.6A時，電阻R電功率為3.6W，則電阻R兩端電壓為
故電阻R的阻值為
從圖中可知，隨著電流的增大，總功率和定值電阻的功率之差先變大、后變小，故滑動變阻器消耗功率隨電流大小的變化情況是先變大、后變小。
（1）為了保護電路，實驗開始前，小科需要將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處，即A端。
（2）實驗中，小科發現無論怎樣調節滑動變阻器，兩電表指針始終處于圖乙所示位置，電流表沒有示數，說明電路斷路，而電壓表有示數，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯的電路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯的電路斷路了，即可以推斷電路故障是電阻R斷路。
（3）由圖丙知道，當電路中的電流為0.6A時，電阻R電功率為3.6W，則電阻R兩端電壓為
故電阻R的阻值為
從圖中可知，隨著電流的增大，總功率和定值電阻的功率之差先變大、后變小，故滑動變阻器消耗功率隨電流大小的變化情況是先變大、后變小。
20．小科和同學們在做“研究電流與電壓的關系”的實驗過程中：
（1）小科和同學們經過討論，完成了“研究電流與電壓的關系”兩次實驗電路的設計，如圖甲、乙所示。由圖甲改進為圖乙，是因為使用滑動變阻器既能保護電路，又能改變　 　，進行多次測量，方便尋找普遍規律。
（2）請用筆畫線代替導線，幫助小科按電路圖乙，將圖丙中的實物電路連接完整。
（3）小科連完電路，閉合開關后，發現電流表的示數為0，電壓表有示數。若電路僅有一處故障，則故障為　 　。
（4）在排除故障后，用同一定值電阻進行實驗，移動滑動變阻器的滑片P位于不同位置，讀出電表的示數并記錄數據如表，則可得出結論　 　。
電壓U/伏 3.00 2.50 2.00 1.50
電流I/安 0.30 0.25 0.20 0.15
【答案】（1）定值電阻R兩端的電壓
（2）
（3）定值電阻R斷路
（4）導體的電阻一定時，通過導體的電流與其兩端的電壓成正比
【知識點】歐姆定律及其應用；探究電流與電壓、電阻的關系實驗
【解析】【分析】（1）串聯電路電阻越大，分壓越大，所以滑動變阻器連入電路的阻值發生改變時，定值電阻兩端的電壓也會發生改變。
（2）連接實物圖時，滑片移動后電阻變化情況要與電路圖保持一致。
（3）電壓表有示數，電流表沒有示數，一般為電壓表的測量對象斷路；電壓表沒有示數，電流表有示數，一般為電壓表測量對象短路。
（4）根據表中數據可得結論，要注意控制變量。
【解答】（1）在探究電流與電壓的關系時，需要獲得多組數據，連入的滑動變阻器可以改變定值電阻兩端的電壓和經過電阻的電流，獲得多組數據。
（2）由圖乙可知，滑片向左移，滑動變阻器連入電路的阻值增大，所以應將滑動變阻器的B端接線柱連入電路。
（3）電流表示數為0，說明電路中可能存在斷路，電壓表有示數，則故障是電壓表的測量對象定值電阻斷路，電壓表串聯進電路，相當于測量電源電壓。
（4）由表中數據可知，定值電阻兩端的電壓變小，流過定阻的電流也變小，故可得：在電阻一定時，電流與電壓成正比。
21． 小王和小朱所在的A、B兩個實驗組在實驗課上利用如圖甲所示的電路分組探究“電流跟電阻的關系”。實驗器材有：電源電壓為 6V 的電源，阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值電阻，滑動變阻器，電流表，電壓表，開關，導線若干。
（1）小王按照要求正確連接好電路，在閉合開關前發現電流表的指針如圖所示，則接下來應該進行的操作是　 　。
（2）改正后閉合開關，發現電壓表示數接近電源電壓，而電流表示數為零，該電路的故障為　 　。
（3）在探究電流與電阻的關系的實驗中，A、B兩組同學根據各自的實驗數據作出了如圖乙所示的I-R圖像，經討論，一致認為A組同學的I-R圖像是錯誤的，請說明該組操作中存在的問題是　 　。
（4）分析圖乙B組同學的數據可知，他們選擇的滑動變阻器的規格是：____(填字母)。
A．20Ω， 1A B．40Ω， 0.2A C．50Ω， 1A
【答案】（1）將電流表調零
（2）R斷路
（3）沒有控制定值電阻兩端的電壓不變
（4）C
【知識點】電流的測量及電流表的使用；電阻和電阻的串聯、并聯；歐姆定律及其應用；探究電流與電壓、電阻的關系實驗
【解析】【分析】（1）閉合開關后，電流表指針向左偏，原因是正負接線柱接反。
（2）電壓表測量對象斷路時，電流表沒有示數，電壓表示數接近電源電壓；電壓表測量對象短路時，電流表有示數，電壓表沒有示數。
（3）在探究電流與電阻的關系時，由歐姆定律可知，應控制定值電阻兩端電壓不變。
（4）利用歐姆定律計算滑動變阻器連入電路的最大值，所選滑動變阻器的最大阻值要大于或等于該最大阻值，還要考慮滑動變阻器運行通過的最大電流。
【解答】（1）閉合開關前，電路中沒有電流經過，電流表指針沒有指示刻度線，說明沒有進行調零，接下來應將電流表調零。
（2）電流表示數為零，說明電路中可能存在斷路，電壓表示數接近電源電壓，則故障原因是定值電阻R斷路，電壓表串聯進電路，電壓表阻值很大，所以電流表示數為零。
（3）由圖像中的數據可知，當電阻為5歐姆時，電流為0.4A，由歐姆定律可知，定值電阻兩端的電壓為2V；當電阻為10歐姆時，電流為0.3A，定值電阻兩端的電壓為3V，沒有控制定值電阻兩端的電壓相同，所以A圖像是錯誤的。
（4）當滑動變阻器連入電路的阻值越大時，電路中電流越小，由圖乙可知，電路中最小電流為0.1A，此時電路中的總電阻為，滑動變阻器的阻值為。電路中最大電流為0.4A，所以滑動變阻器運行通過的電流要大于等于0.4A。
故答案為：C。
22．小寧為測定一只標有“2.5 V”字樣的燈泡的電阻，按照如圖甲所示電路開展實驗，并將電壓表和電流表的示數記錄并繪制圖像，如圖丙所示。研究圖丙數據發現小燈泡的電阻并不是一個固定值，小寧認為可能是燈泡兩端的電壓影響了小燈泡燈絲的電阻，而小科認為可能是溫度影響了小燈泡燈絲的電阻。他們打破小燈泡的玻璃，將小燈泡的燈絲分別浸泡在 的蒸餾水恒溫水浴中重復實驗，得到如圖丁所示的圖像。
（1）連接好電路，閉合開關后，發現無論怎樣移動滑動變阻器滑片，小燈泡都不發光，電流表指針有較大偏轉，電壓表幾乎不偏轉，出現這種現象的原因可能是　 　。
（2）電路故障排除后，閉合開關，電壓表選擇量程為“0~3 V”，示數如圖乙所示，若要測定小燈泡正常發光時的電阻，閉合開關后的下一步操作是　 　。
（3）他們將小燈泡的燈絲浸泡在不同溫度下的恒溫水浴中進行實驗，結果如圖丁所示，分析圖像，你認為誰的觀點正確，并說明理由：　 　。
【答案】（1）小燈泡短路
（2）向右移動滑片使電壓表示數為2.5 V，并記錄此時電流表示數
（3）小科的觀點是正確的，理由是根據圖丁可知，燈絲溫度不變時，電流與電壓成正比，電阻保持不變，電阻不隨電壓的增大而增大；不同溫度，電壓相同，電阻不同，電阻隨溫度升高而增大
【知識點】伏安法測電阻的探究實驗
【解析】【分析】（1）根據甲圖可知，當小燈泡發生短路時，與它并聯的電壓表同時被短路，因此燈泡不發光，電壓表沒有示數。由于電流表連接正常，因此電流表正常偏轉。
（2）將實際電壓與額定電壓比較，從而確定電壓表的示數變化方向，根據U總=UL+U變分析變阻器的電壓變化，最后根據串聯電路的分壓規律確定變阻器的阻值變化，確定滑片的移動方向。
（3）根據燈泡的燈絲電阻隨溫度的變化規律分析解答。
【解答】（1） 連接好電路，閉合開關后，發現無論怎樣移動滑動變阻器滑片，小燈泡都不發光，電流表指針有較大偏轉，電壓表幾乎不偏轉，出現這種現象的原因可能小燈泡短路。
（2）根據乙圖可知，電壓表的量程為0-3V，分度值為0.1V，則示數為2V。由于2.5V>2V，所以電壓表的示數要變大。根據U總=UL+U變可知，變阻器的電壓要變小。根據串聯電路電壓與電阻成正比可知，變阻器的阻值要減小，即滑片向右移動滑片使電壓表的示數為2.5V，并記錄此時電流表的示數。
23．已知電源電壓恒為6V，小燈泡正常工作時電壓為3.8V，電阻約為12Ω，滑動變阻器最大阻值為50Ω。
（1）由于電壓表“0~15V”量程損壞，小科利用如圖電路“測量小燈泡的額定功率”：
①請用筆畫線代替導線，完成圖甲實物電路的連接；　 　
②正確連接電路后，用開關試觸，小科發現燈泡不亮、電壓表瞬間滿偏，電流表指針幾乎不動，圖甲電路發生的故障是　 　 。(電路只有一處故障)
③小燈泡正常發光時，電流表的示數如圖乙所示，小燈泡L1的額定功率為　 　W。
④測量完燈泡的額定功率后，小科又測量了幾組數據，計算后發現燈絲電阻隨其兩端電壓的增大而增大，原因是　 　。
（2）小金利用上述實驗器材，連接了如圖丙的實驗電路圖“探究電流與電阻的關系”，電壓表量程為“0~3V”， 電流表量程為“0~0.6A”， 他選用了4Ω、8Ω、 10Ω、20Ω四個定值電阻。正確連接電路后，閉合開關，移動滑片，當選用4Ω的電阻時，電流表示數為0.5A，滑動變阻器阻值的移動范圍　 　。
【答案】（1）；滑動變阻器斷路；1.14；燈絲電阻隨溫度升高而增大
（2）8~40 Ω
【知識點】測定小燈泡的功率；小燈泡電功率的影響因素
【解析】【分析】 （1）①將電流表與滑動變阻器串聯接入電路中；
②正確連接電路后，用開關試觸，小科發現泡不亮，電流表指針幾乎不動，說明電路可能斷路；電壓表瞬間滿偏，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯的支路斷路了；
③根據圖甲確定電流表量程，根據圖乙確定分度值讀數，根據P=UI算出燈泡的額定功率；
④燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；
（2）探究電流與電阻的關系，應保持電阻兩端的電壓不變；根據串聯電路電壓的規律求出變阻器分得的電壓，根據分壓原理，求出當接入4Ω和20Ω電阻時滑動變阻器連入電路中的電阻，據此確定滑動變阻器阻值的移動范圍。
【解答】 （1）①將電流表與滑動變阻器串聯接入電路中，如下圖所示：
；
②正確連接電路后，用開關試觸，小明發現泡不亮，電流表指針幾乎不動，說明電路可能斷路；電壓表瞬間滿偏，說明電壓表與電源連通，電壓表被串聯在電路中，則與電壓表并聯的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯的支路斷路了，故圖甲電路發生的故障是滑動變阻器斷路；
③由圖甲可知，電流表選用小量程；當小燈泡正常發光時，電流表的示數如圖乙所示，電流表分度值0.02A，其示數為0.3A，小燈泡L1的額定功率為：
PL=ULIL=3.8V×0.3A=1.14W；
④燈泡兩端的電壓增大，通過燈泡的電流也會增大，其實際功率變大，溫度升高，燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；
（2）探究電流與電阻的關系，應保持電阻兩端的電壓不變；
當選用4Ω的電阻時，電流表示數為0.5A，電阻兩端的電壓UV=I1R1=0.5A×4Ω=2V；
根據串聯電路電壓的規律，滑動變阻器分得的電壓：
U滑=U-UV=6V-2V=4V，
滑動變阻器分得的電壓為電壓表示數的倍，根據分壓原理，當接入4Ω電阻時，滑動變阻器連入電路中的電阻為：
R滑小=2R1=2×4Ω=8Ω；
當接入20Ω電阻時，滑動變阻器連入電路中的電阻為：
R滑大=2R4=2×20Ω=40Ω，
故滑動變阻器阻值的移動范圍8～40Ω。
24．小剛做“測量小燈泡電功率”實驗中，所用電源電壓恒為6V，小燈泡的螺旋套上標有“2.5V”字樣，其額定功率小于 1W，滑動變阻器的規格是“40Ω； 1A”。
（1）請你用筆畫線代替導線，將圖丙中未完成的電路連接好。(要求連好線后滑動變阻器滑片已經處于阻值最大處)　 　；
（2）閉合開關，發現燈泡不亮，電流表無示數，電壓表有示數，電路的故障可能是____；
A．燈泡短路 B．滑動變阻器短路
C．燈泡斷路 D．滑動變阻器斷路
（3）測完小燈泡的電功率之后，他還想要繪制出該用電器的P-I2和P-U2圖像，如圖，則可能正確的是____；
A． B．
C． D．
（4）另一組同學不改變其它電路元件及電路連接，探究電流與電阻的關系：用6Ω、10Ω、15Ω的定值電阻分別替代燈泡，若設定不變的電壓值為1.2V，為順利完成實驗，可以在電路中再串聯一個定值電阻，則該定值電阻最小值是　 　Ω。
【答案】（1）
（2）C
（3）B
（4）20
【知識點】電功的實質；電功率計算公式的應用；測定小燈泡的功率；電器的電功率；小燈泡電功率的影響因素
【解析】【分析】物理學名詞，電流在單位時間內做的功叫做電功率。是用來表示消耗電能的快慢的物理量，用P表示，它的單位是瓦特（Watt），簡稱"瓦"，符號是W。作為表示電流做功快慢的物理量，一個用電器功率的大小數值上等于它在1秒內所消耗的電能。如果在"t"（SI單位為s）這么長的時間內消耗的電能“W”（SI單位為J），那么這個用電器的電功率就是P=W/t（定義式）電功率等于導體兩端電壓與通過導體電流的乘積。（P=U·I）。對于純電阻電路，計算電功率還可以用公式P=I2R和P=U2 /R。
【解答】（1）
（2） 閉合開關，發現燈泡不亮，電流表無示數，電壓表有示數，說明是斷路而不是斷路，電壓表有讀數 ，所以只能是C燈泡斷路；
（3）P=I2R或P=U2/R；所以都是一元二次方程，所以B正確；
（4）電源電壓是6V，定值電阻兩端是1.2V，所以其他的電阻的電壓為4.8V，當定值電阻為15歐時，其他的電阻為60歐，因為滑動變阻器最大為40歐姆，所以 則該定值電阻最小值是20Ω。
故答案為：（1）（2）C（3）B（4）20
25．小科用如圖甲所示的裝置測量小燈泡在不同電壓下的電功率。實驗器材：三節新干電池、電流表、 電壓表、額定電壓2.5V的小燈泡、滑動變阻器、開關、導線若干。
（1）用筆畫線代替導線，將圖甲實物電路連接完整。要求：當滑動變阻器的滑片向左移動時，其接入電路的電阻變大，連線不得交叉。
（2）小科連接實物圖后開始進行實驗(已知各元件均無故障且操作無誤)，他發現在閉合開關S后，無論如何調節滑片P，電壓表的示數總是調不到零，其原因是　 ??；
（3）小科請教老師后重新設計了圖乙的電路圖，解決了上述問題，從而測出了0~3V小燈泡電流值，并繪制出小燈泡完整的U--I|圖像，如圖丙，則小燈泡的額定電功率是　 　瓦；
（4）據圖丙分析， 以下能正確反映小燈泡的實際功率 P與U2、I2關系的圖像是　 　。
【答案】（1）
（2）在串聯電路中，電源電壓等于各用電器兩端電壓之和。小燈泡始終有一定電阻，所以它一定會分到一部分電壓
（3）0.5
（4）BD
【知識點】小燈泡電功率的影響因素
【解析】【分析】（1）根據電阻變化確定變阻器選擇的接線柱，然后補充甲圖即可；
（2）根據串聯電路的分壓規律，結合燈泡有電阻分析解答；
（3）根據丙圖確定燈泡的額定電流，根據P=UI計算燈泡額定功率；
（4）根據P=I2R和，結合燈絲電阻隨溫度的升高而增大解答。
【解答】（1）滑動變阻器應該與燈泡串聯，滑片向左移動時電阻變大，那么應該選擇右下角的接線柱與開關右端相連即可，如下圖所示：
（2）小科連接實物圖后開始進行實驗(已知各元件均無故障且操作無誤)，他發現在閉合開關S后，無論如何調節滑片P，電壓表的示數總是調不到零，其原因是：在串聯電路中，電源電壓等于各用電器兩端電壓之和。小燈泡始終有一定電阻，所以它一定會分到一部分電壓。
（3）根據丙圖可知，燈泡的額定電流為0.2A，則額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（4）根據P=I2R可知，如果燈泡電阻不變，那么功率與I2成正比，即為一條斜線。因為燈絲電阻隨著電壓的增大而增大，所以圖像向上彎曲，故選B；
根據可知，如果燈泡電阻不變，那么功率與I2成正比，即為一條斜線。因為燈絲電阻隨著電壓的增大而增大，所以圖像向下彎曲，故選D。
26．為了測定小燈泡的電功率，小柯利用電壓恒為3V的電源、合適規格的滑動變阻器、標有“2.5V”字樣的小燈泡等器材按圖甲方式連接電路進行實驗。
（1）閉合開關后，小燈泡不亮，電壓表有示數，電流表無示數，則電路中可能出現的故障是____。
A．滑動變阻器斷路 B．電壓表短路
C．小燈泡短路 D．小燈泡斷路
（2）閉合開關，移動滑動變阻器的滑片到某點，電壓表的示數如圖乙所示，為測得小燈泡的額定功率，小柯接下去的操作是　 　。
（3）小柯將數學幾何圖像分析與電學知識融合，圖丙為小燈泡的I-U圖像，劃分6塊區域，面積分別為S1-S6，有了新的發現與收獲：
①當電流為I1時，小燈泡的實際功率可以用圖丙中的面積　 　表示。
②當電流為I1逐漸增大到I2時，請結合圖中信息判斷滑動變阻器功率的變化量△P滑與小燈泡實際功率的變化量△P燈哪一個更大，△Pm　 　△P燈(選填“>”、“<”或“=”) ， 并說明理由　 　。
【答案】（1）D
（2）滑片向左移動，直到電壓表示數等于燈泡額定電壓2.5V為止
（3）S1；<；△P 燈=S2+S4+S6， △P滑=S2-S6，所以△P滑<△P燈
【知識點】測定小燈泡的功率；小燈泡電功率的影響因素
【解析】【分析】（1）連接電路時開關應斷開，滑動變阻器接入電路的阻值應為滑動變阻器的最大阻值；燈泡不發光，說明電路出現了斷路或燈泡短路現象，根據電流表和電壓表的示數分析電路的故障；
（2）根據串聯電路分壓原理分析。
（3）根據功率P=UI，結合圖中信息分析。
【解答】（1）閉合開關后，小燈泡不亮且電流表無示數，說明電路可能出現斷路。
而電壓表有示數，說明電壓表與電源兩極是連通的。由此可判斷是與電壓表并聯的小燈泡斷路，因為若滑動變阻器斷路，電壓表不會有示數；若電壓表短路，電壓表無示數；若小燈泡短路，電壓表也無示數且電流表有示數，所以答案選 D。
（2）由圖乙可知，電壓表使用 0 - 3V 量程，分度值為 0.1V，此時示數小于小燈泡的額定電壓 2.5V。
根據串聯電路分壓原理，要使小燈泡兩端電壓增大到額定電壓 2.5V，應減小滑動變阻器接入電路的電阻，即滑片向左移動，直到電壓表示數等于 2.5V 為止。
（3）①在 I - U 圖像中，功率P=UI，當電流為I時，對應的電壓與電流的乘積在圖像中就是面積，所以小燈泡的實際功率可以用 S1 表示。
②電源電壓不變，當電流為逐漸增大到時， 當電流為I1逐漸增大到I2時， 滑動變阻器功率的變化量 < △P滑與小燈泡實際功率的變化量△P燈， △P 燈=S2+S4+S6， △P滑=S2-S6，所以△P滑<△P燈 。
27．某同學在探究“電流與電阻的關系”實驗時設計了圖甲所示的電路圖，電源電壓恒為3V。
（1）請用筆畫線代替導線，將圖乙所示的實物圖連接完整(導線不允許交叉)。
（2）正確連接電路后，閉合開關。該同學發現，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，兩電表的指針始終處于圖丙所示的狀態，則電路故障可能是　 　。
（3）排除電路故障后繼續實驗，依次更換不同阻值的定值電阻，讀出電流表的示數，實驗數據如表所示。根據實驗數據分析，該同學在實驗操作中存在的錯誤是　 　。
實驗次數 1 2 3 4
電阻R1/Ω 5 10 15 20
電流 I/A 0.20 0.15 0.12 0.10
（4）該同學采用上表中第1次實驗數據后，為了按正確的操作完成10Ω、15Ω、20Ω時三組數據的測量，應選擇最合適的滑動變阻器是　 　。(實驗室有“20Ω2A”、“50Ω2A”和“100Ω2A”三種規格的滑動變阻器)
【答案】（1）
（2）定值電阻斷路
（3）未控制定值電阻兩端電壓不變
（4）50Ω 2A或100Ω 2A
【知識點】探究電流與電壓、電阻的關系實驗
【解析】【分析】（1）根據圖甲實物電路可中小學教育資源及組卷應用平臺
專題05 動態電路與故障分析
目 錄
01 題型綜述
02 解題攻略
提分秘籍
知識點一、動態電路題型
知識點二、故障電路
典例剖析
題型1電路的動態分析
題型2限制性電路分析
題型3電流表、電壓表在判斷電路故障中的應用
03 鞏固練習
01題型綜述
電路知識綜合：需要學生掌握串聯、并聯電路的特點，歐姆定律、電功率等知識，能夠根據電路故障現象，運用這些知識進行推理和判斷。例如，根據串聯電路中電流處處相等和歐姆定律，通過分析電流表和電壓表的示數變化，判斷故障位置是在電阻上還是在其他元件上。
與實際生活聯系：常以家庭電路或一些簡單的實際電路為背景，考查學生對電路故障的分析能力。如家庭電路中某幾個用電器突然不工作了，讓學生分析可能的故障原因，這就需要學生了解家庭電路的連接方式、熔斷器、開關等元件的作用，以及安全用電知識等。
02解題攻略
一、動態電路解題秘籍
1、明確電路連接方式：拿到題目后，先對電路進行簡化，去掉電壓表（可視為斷路）和電流表（可視為導線），判斷電路是串聯、并聯還是混聯。對于復雜電路，可采用電流路徑法、節點法等方法來確定連接方式。
2、分析元件變化情況：重點關注滑動變阻器滑片的移動方向、開關的通斷狀態以及熱敏電阻、光敏電阻等特殊元件的阻值變化原因和趨勢。
二、故障分析解題秘籍
串聯電路：若串聯電路中有一個用電器斷路，則整個電路斷路，所有用電器都不工作，電流表無示數，電壓表若與斷路的用電器并聯，則電壓表有示數且接近電源電壓；若某個用電器短路，則其他用電器仍能工作，電路中電流會增大。
并聯電路：若并聯電路中某一支路斷路，只會影響該支路的用電器，其他支路用電器仍能正常工作，干路電流會減?。蝗裟骋恢范搪?，則會導致電源短路，所有用電器都不工作，電流表可能會因電流過大而損壞。
【提分秘籍】
知識點一、動態電路題型
1、電路變化分析題
滑動變阻器引起的變化：給出一個包含滑動變阻器的電路，如串聯電路中滑動變阻器與定值電阻串聯，通過分析滑動變阻器滑片移動時，電路中的總電阻、電流、各用電器兩端電壓的變化情況。例如，當滑片向增大電阻的方向移動時，要求判斷電流表和電壓表的示數變化。
開關通斷引起的變化：電路中存在多個開關，通過分析開關的閉合與斷開，導致電路連接方式發生改變，進而分析電路中電流、電壓的變化。比如，在一個有多個支路的并聯電路中，當某一支路的開關閉合或斷開時，分析干路電流和其他支路電流、電壓的變化。
2、電表讀數與故障判斷題
電表讀數問題：根據給定的動態電路，結合歐姆定律等知識，計算電流表、電壓表的讀數?？赡軙婕暗诫娐吩诓煌瑺顟B下，如滑動變阻器處于不同阻值時，或開關處于不同通斷狀態時電表的讀數計算。
電路故障判斷：給出動態電路中電表的示數情況或用電器的工作情況，判斷電路中可能存在的故障。例如，電流表無示數，電壓表有示數且接近電源電壓，讓考生判斷電路中是哪部分出現了斷路或短路故障。
3、圖像分析題
U - I 圖像：給出動態電路中某一元件或某一部分電路的電壓 - 電流（U - I）圖像，要求考生根據圖像分析元件的電阻變化情況、電路中的功率變化等。比如，從 U - I 圖像中判斷電阻是定值電阻還是可變電阻，計算在不同電壓下元件的電功率。
其他物理量隨時間變化圖像：如給出電容充電或放電過程中，電容電壓隨時間變化的圖像，讓考生根據圖像分析充電或放電的快慢、時間常數等相關物理量，或者根據圖像判斷電路的工作狀態等。
4、計算與綜合應用題
簡單計算：根據動態電路的已知條件，如電源電壓、電阻值等，利用歐姆定律、電功率公式等進行簡單計算。例如，計算電路在某一狀態下的電流、某一電阻消耗的電功率等。
綜合應用：將動態電路與其他知識，如力學中的電磁感應、熱學中的電熱等結合起來考查。比如，在一個電磁感應產生感應電流的動態電路中，結合焦耳定律計算產生的熱量，或者結合力學知識分析導體棒在磁場中的受力和運動情況等。
知識點二、動態電路解題方法
一、電路的動態分析類問題解題之前要弄清的問題
(1)在觀察電路的基礎上，明確滑動變阻器、定值電阻、燈泡的連接方式，電流表測通過哪個電阻或哪幾個元件中的電流，電壓表測哪個電陽或哪幾個元件兩端的電壓。
(2)弄清改變電阻的方法，利用滑動變阻器改變電阻還是利用開關改變電阻。
二、電路的動態分析，按這樣的順序分析
局部電阻如何變化→總電阻如何變化→由于電源電壓不變，導致電路中電流如何變化→依據U=IR分析不變的電陽兩端的電壓如何變化→依據U變化的電阻=U總-U不變的阻分析變化的電阻兩端的電壓如何變化。1.含滑動變阻器的串聯電路:由于電源電壓不變，按以下思路分析:滑動變阻器電阻變化→總電阻變化→電流變化→定值電阻兩端電壓變化→滑動變阻器兩端電壓變化
2.含滑動變阻器的并聯電路，由于電源電壓不變，且并聯電路中各個支路互相獨立、互不影響，所以含定值電阻的支路各量都不變化，含滑動變阻器的支路，按以下思路分析:
滑動變阻器電陽變化→本支路電陽變化→本支路電流變化→干路總電流變化
3.當開關斷開與閉合時，電路中的電阻怎樣變化，運用電路關系、歐姆定律，推導出電路中的電流如何變化。電路中某元件兩端的電壓或電功率如何變化。
知識點三、故障電路
實驗電路圖 故障（有且只有一處） 現象
電壓表 電流表
電流表被短接 有示數 無示數
電流表處斷路 無示數 無示數
電壓表被短接 無示數 有示數
電壓表處斷路
定值電阻被短接 無示數 有示數，且示數偏大
定值電阻處斷路 有示數且接近電源電壓 無示數
電壓表串聯在電路中
滑動變阻器上面兩個接線柱接入電路 移動滑片，電表示數不變，電壓表示數接近電源電壓
滑動變阻器下面兩個接線柱接入電路 移動滑片，電表示數不變
判斷思路
1.因為電壓表的內阻很大，當電壓表直接與用電器串聯連入電路時，電路可以看斷路。此時電路中的電流表示數幾乎為0，電壓表的示數等于電源電壓(題目中最?？嫉?。
2.當電壓表與導線并聯時，電壓表被短路，其讀數為零。
3.電流表的內阻很小，當電流表直接與用電器并聯連入電路時，可以將其看作一段導線，用電器被短路。
4.用電流表、電壓表或導線來檢測故障
(1)電壓表并聯:有示數:并聯部分以外通路，并聯部分斷路;
無示數:并聯部分以外斷路或并聯部分短路。
(2)電流表并聯:有示數:并聯部分以外通路，并聯部分斷路;
無示數:并聯部分以外斷路或并聯部分短路。
(3)導線并聯:有特征的用電器(電燈、電表等)不工作:并聯部分斷路、并聯部分以外斷路、并聯部分短路。
【典例剖析】
題型1電路的動態分析
（2024秋 北侖區期末）如圖甲所示，電源電壓恒定，R1是定值電阻，R2是滑動變阻器，閉合開關S，移動滑動變阻器的滑片P從B端至A端的過程中，兩電壓表示數隨電流表示數變化的U﹣I圖象如圖乙所示，則（　?。?br/>A．電源電壓為20V
B．EF是電壓表V1示數隨電流表示數變化的圖象
C．滑動變阻器的最大阻值為10Ω
D．整個電路的最大功率為14.4W
（2024秋 杭州期末）如圖是一種風速測定裝置。其中風速表是由電壓表改裝而成，R為定值電阻，R1為滑動變阻器，“T”型管道的豎直管內裝有可上下移動的輕質活塞，活塞通過輕質細桿和滑動變阻器的滑片相連。下列說法正確的是（　?。?br/>A．電壓表的零刻度與風速表的零刻度相對應
B．風速變大時，活塞上方氣壓變小，活塞向上移動
C．風速變小時，R1接入電路的阻值變小，風速表示數變大
D．由該電壓表改裝而成的風速表，其表盤刻度是均勻的
（2024秋 慈溪市期末）某建筑工地需要架設臨時供電線路，實現照明和電加熱功能。其簡化電路如圖所示，供電處電壓U不變，從供電處到工地用長導線（有電阻）連接。閉合開關S1、S2時，加熱器和照明燈同時工作。斷開S2后與斷開S2前相比較，則（　　）
A．照明燈亮度不變
B．照明燈亮度變弱
C．長導線上消耗的電能增加
D．整個供電線路消耗的電功率變小
（2024秋 拱墅區期末）如圖甲所示電路，電源電壓為4.5V且恒定不變，燈泡L的額定電壓為2.5V。當閉合S和S1、斷開S2，將滑動變阻器R2的滑片P從一端移至另一端，測得電流表示數隨電壓表示數變化情況如圖乙中圖線①所示。當把電壓表并聯在燈泡L兩端，閉合S和S2斷開S1，移動滑動變阻器R2的滑片P，通過燈泡L的電流隨電壓表示數變化情況如圖乙中圖線②所示。求：
（1）定值電阻R1的阻值。
（2）燈泡L的額定功率。
（3）燈泡L正常工作5min的過程中，整個電路消耗的電能。
題型2限制性電路分析
（2024秋 杭州校級月考）如圖甲所示電路，電源電壓不變，圖乙是小燈泡L和定值電阻R的電流與電壓關系圖象。閉合S時，電壓表的示數為2V，下列判斷正確的是（　?。?br/>A．電源電壓為6V
B．R的電阻為5Ω
C．閉合S時，R消耗的電功率為3.6W
D．閉合S時，電路的總功率為6W
（2024秋 慈溪市期末）有三個電阻恒定不變的燈泡，規格分別是L1“6V 6W”、L2“4V 8W”、L3“6V 3W”。小科用右圖所示的電路探究燈泡發光情況。電路中電源電壓12V，滑動變阻器R的規格為“2A 10Ω“，M、N為接線柱。當小科將L1接入M、N，調節滑片P位置，使L1正常發光。然后，小科將L1拆下，依次將L2、L3接入M、N。小科所有實驗操作都無誤，則下列分析正確的是（　?。?br/>A．P位于滑動變阻器最右端時，L1的功率為3.6W
B．L1正常發光時，電流表示數為0.5A
C．接L2后，無論怎樣調節滑片，電路都是安全的
D．接L3后，無論怎樣調節滑片，L3都不能正常發光
（2024秋 海寧市月考）圖甲中的小燈泡標有“2.7V 0.3A”字樣，定值電阻R1＝10Ω。R2由三段材料不同、橫截面積相同的均勻直導體EF、FG、GH連接而成，總長度為35cm，其中一段是銅導體，其電阻可忽略不計，另兩段導體的阻值與自身長度成正比，P是與R2接觸良好并能移動的滑動觸頭。只閉合S、S1時，電流表示數I與P向左移動距離x之間的關系如圖乙所示。則（　　）
A．小燈泡正常發光時電阻為9Ω，電源電壓為9V
B．只閉合S，S1時，當x＝15cm 時，電路消耗的總功率為3.6W
C．只閉合S，S2，為確保燈絲不被燒壞，滑片P向左移動距離x≤9cm
D．只閉合S，S2且確保燈絲不被燒壞，電路消耗的總功率最小為1.8W
（2024 紹興三模）如圖甲所示電路，電源電壓恒定不變，R1為定值電阻，電流表的量程為“0～0.6A”，電壓表的量程為“0～15V”，滑動變阻器R2的最大阻值為80Ω。在保證電路元件安全的情況下，緩慢移動滑片，R2消耗的電功率P與電壓表示數U的關系圖像如圖乙所示，下列說法正確的是（　?。?br/>A．電源電壓為15V
B．定值電阻R1的阻值為20Ω
C．滑動變阻器R2的調節范圍為20Ω～50Ω
D．電路消耗總功率的最小值為10.8W
題型3電流表、電壓表在判斷電路故障中的應用
（2024 寧波自主招生）如圖所示的家庭照明電路，已知其中一只燈泡的燈頭接線處存在故障。電工師傅為查明故障，在保險絲處接入一只“220 V 40W”的燈泡L0。當只閉合開關S、S1時，燈泡L0和L1都呈暗紅色（比正常發光狀態暗得多）；當只閉合開關S、S2時，燈泡L0正常發光，L2不發光。由此可以確定（　　）
A．L1燈頭接線處斷路 B．L1燈頭接線處短路
C．L2燈頭接線處斷路 D．L2燈頭接線處短路
（2024春 杭州期中）風箏線散落在高壓電路上會導致線路短路，致使線路跳閘并引發大面積停電，不僅會損壞電力設備，而且會影響社會及居民正常用電，有時甚至威脅人身安全。下列電路能解釋上述現象的是（　?。?br/>A． B．
C． D．
（2024春 上城區校級期中）如圖是某居民家中的部分電路圖，開始時各部分工作正常。將一只大功率電器的插頭插入插座后，L2突然熄滅，大功率電器也沒有工作，只有指示燈L1仍然發光。拔出電器插頭，用測電筆分別檢測B、C兩點和插座的左、右插孔時，氖管都不發光。若電路中只有一處發生了故障，故障最有可能的是（　?。?br/>A．裝在A點左側的導線發生了斷路
B．裝在A、B間的導線發生了斷路
C．裝在B點右側的導線發生了斷路
D．裝在C、D間的導線發生了斷路
鞏固練習
1．如圖所示電路，電源電壓恒為3伏。當開關S閉合時，只有一盞燈發光，若故障只發生在燈上，則下列分析判斷錯誤的是 (　　)
A．燈 不亮，燈 亮，燈 不可能短路
B．燈 不亮，燈 亮，燈 一定是斷路
C．燈 不亮，燈 亮，燈 兩端的電壓均為3伏
D．燈 不亮，燈 亮， 燈 兩端的電壓為0伏
2．小明剛學完初中的電學知識，恰逢家中電燈不亮，他拿起試電筆測試家庭電路圖中的a、b、c、d四點，只有測試b點時氖管不發光，請你幫他分析可能發生的故障是（　　）
A．火線與零線短路 B．a、d之間某處短路
C．b、c之間某處斷路 D．電燈的燈絲斷了
3．如圖為某家庭的部分電路，閉合開關S1，S2，電燈L與電熱壺均正常工作，在三孔插座上接入電飯煲后，電熱壺突然停止工作，燈L 仍正常發光，拔出電飯煲的插頭，用測電筆分別測試三孔插座的左右兩孔，氖管均不發光。此時電路故障可能是 (　　)
A．電熱壺斷路 B．CD短路
C． AB 斷路 D．插座短路
4．小科為探究“電壓一定時，電流與電阻之間的關系”，設計了如圖實驗。先在AB間接入10Ω的定值電阻 R1，移動滑片 P，讀取電壓表、電流表示數并記錄；然后用15歐的定值電阻 R2替換 R1后，接下來的操作和操作后的電路分析正確的是 (　　)
A．閉合開關，電壓表示數變大 B．閉合開關，電流表示數不變
C．注視電壓表，并向左調節滑片 D．注視電流表，并向右調節滑片
5．家庭電路中經常使用測電筆檢查電路的故障。
（1）如圖所示，開關處于打開狀態，現用測電筆分別測試電路中A、B、C三點，不能使測電筆氖管發光的是 　 　點；
（2）閉合開關后發現燈不亮，但是熔斷器正常，其他電路也正常，則可能發生的故障是____。
A．燈泡斷路 B．零線斷路 C．插座短路 D．燈泡短路
6．安全用電，人人有責。請回答下列問題：
（1）如圖1是家庭電路示意圖。插座與燈泡的連接方式是　 　聯。閉合開關后，燈泡不亮，測電筆分別插入插座的三個孔中都不發光，則電路故障是　 　斷路。
（2）家用電能表如圖2所示。能接入電路中用電器的最大總功率為　 　。若家中僅有電飯鍋工作，5min內電能表指示燈閃爍了300次，電飯鍋在這段時間內消耗的電能是　 　J。
7．某科學興趣小組在探究“電流與電阻的關系”的實驗中，設計了如圖甲所示的電路。已知電源電壓為6V 保持不變，所給的定值電阻的阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，滑動變阻器有“20Ω，2A”、“60Ω，1A”兩種規格。
（1）圖乙是尚未完成連接的實物電路，請你在答卷對應圖中用筆畫線代替導線完成連接。要求：滑動變阻器的滑片 P 向 A 端移動時，電壓表示數變大。
（2）電路連接好后，閉合開關，發現電流表有示數、電壓表示數為零，則電路故障原因可能是____。
A．電壓表的量程太大 B．電阻R 發生斷路
C．電阻R 發生短路 D．滑動變阻器發生短路
（3）興趣小組的同學排除故障后進行實驗，將獲得的相關數據繪制成圖丙所示的I-R圖像。根據圖像判斷，滑動變阻器應選用的規格為　 　。
（4）分析圖丙I~R圖像可以得到的實驗結論是　 　。
8．某科學興趣小組在探究“電流與電阻的關系”的實驗中，設計了如圖甲所示的電路。已知電源電壓為6V保持不變，所給的定值電阻的阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，滑動變阻器有“20Ω，2A”、“60Ω，1A”兩種規格。
（1）圖乙是尚未完成連接的實物電路，請你在答卷對應圖中用筆畫線代替導線完成連接。要求：滑動變阻器的滑片P向A端移動時，電壓表示數變大?！? 　
（2）電路連接好后，閉合開關，發現電流表有示數、電壓表示數為零，則電路故障原因可能是_________。
A．電壓表的量程太大 B．電阻R發生斷路
C．電阻R發生短路 D．滑動變阻器發生短路
（3）興趣小組的同學排除故障后進行實驗，將獲得的相關數據繪制成圖丙所示的I—R圖像。根據圖像判斷，滑動變阻器應選用的規格為　 　。
（4）分析圖丙I—R圖像可以得到的實驗結論是　 　。
9．在測量小燈泡電功率的實驗中，電源電壓為 4.5V，小燈泡的額定電壓為 2.5V，小燈泡正常發光時的電阻約為10Ω。
（1）用筆畫線代替導線，將圖甲中的實物電路連接完整。要求：當滑動變阻器的滑片向左移動時，其接入電路的電阻變大，連線不得交叉。
（2）閉合開關，發現小燈泡不亮，電壓表有示數，電流表無示數，則出現故障可能是　 　。
（3）排除故障后，閉合開關，移動滑片 P 到某一位置時，電壓表示數如圖乙所示，若想測量小燈泡的額定功率，接下來的操作是　 　。
（4）測得小燈泡的額定功率后，把小燈泡兩端的電壓調為額定電壓的一半，發現測得的實際功率大于額定功率的四分之一，請對其原因加以分析：　 　。
10．在探究“電流與電阻的關系”的實驗中，所用的器材有：學生電源(4伏)，阻值為5歐、10歐、20歐的定值電阻，“15Ω 1A”的滑動變阻器，電流表，電壓表，開關和導線若干。
（1）請將電路連接完整。
（2）小金連好電路，閉合開關后發現電壓表的示數為電源電壓、電流表的示數為零，則發生故障的原因可能是____(填字母)。
A．R開路 B．R短路
C．滑動變阻器開路 D．滑動變阻器短路
（3）排除故障后，小金將不同阻值的定值電阻分別接入電路，調節滑動變阻器，測量電壓為2伏時通過不同電阻的電流。該實驗中滑動變阻器的作用除了保護電路外，還有　 　。
（4）實驗中，若將定值電阻換成20歐的，則無法達到實驗目的，其原因是　 　。
11．小舟利用兩節干電池、電流表、電壓表、開關、滑動變阻器、阻值為5Ω、10Ω和20Ω的定值電阻各一個以及導線若干等器材，進行了“探究電流與電阻的關系”的實驗：
次數 電阻R/Ω 電流 I/A
1 5 0.4
2 10 0.2
3 20 0.1
（1）請用筆畫線代替導線將圖中實物圖連接完整，要求滑動變阻器的滑片向右移動時電流表示數變大?！? 　。
（2）先把5Ω的電阻接入電路中，將滑片移至阻值最大端，閉合開關后，發現電壓表與電流表均無示數，電路故障可能是滑動變阻器　 　。
（3）排除故障后多次實驗，數據記錄如上表，由此得出結論：在電壓一定時，　 　。
（4）利用以上器材，　 　(選填“能”或“不能”)測量銘牌模糊不清的滑動變阻器的最大阻值。
12． 圖甲是小金測定小燈泡額定功率的電路，小燈泡上標有“3.8V”字樣。
序號 電流I/A 電壓 U/V 功率 P/W 額定功率 P/W
1 0.26 3.2 0.83 0.83W+P2+1.34W3
2 I2 3.8 P2
3 0.32 4.2 1.34
（1）請完成實物圖甲的連接(要求滑片在向右移動時小燈泡變暗)。
（2）完成電路連接后閉合開關，小金發現小燈泡不亮，電流表有示數，電壓表無示數，小金分析故障原因是　 　。
（3）排除故障后，閉合開關，移動滑動變阻器滑片，當電壓表的示數為3.8V時，電流的示數如圖乙所示，記錄表格。計算此時小燈泡的功率P2為　 　W。
（4）小金根據實驗記錄表的數據處理，得到小燈泡的額定功率，請問是否合理并說明理由　 　。
13．如圖是探究“電流與電阻的關系”的實驗電路。已知電源電壓為5V，滑動變阻器規格為“20Ω 1A”，選擇的定值電阻阻值為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω。
（1）根據圖甲所示實物圖在虛線框內丙圖中畫出電路圖； （學生電源符號用電池組符號表示）
（2）小科正確連接電路后，閉合開關S時，發現電流表、電壓表指針均指向零刻度；假設電路只有一處故障，出現這一現象的原因可能是____（選填字母）；
A．定值電阻短路 B．定值電阻斷路
C．滑動變阻器斷路 D．滑動變阻器短路
（3）排除故障后，小科測出多組數據并繪制成圖乙；實驗過程中，當定值電阻由5Ω換成10Ω后，接下來的操作是　 　，再讀出電流表的示數；
（4）小科對小科所繪制的圖乙提出質疑，她指出其中一組數據與事實不符，請分析說明小科的判斷依據是：　 　。
14．如圖為小明和同學們一起測量小燈泡的電功率的實驗電路(小燈泡標有“2.5V”的字樣)。
（1）請你用筆畫線代替導線幫小明把圖甲的實物電路補充完整。(要求滑片向左移動時燈泡變暗)。
（2）連接好電路后，閉合開關，移動滑動變阻器滑片 P，小明發現小燈泡始終不亮，電流表無示數，電壓表示數接近3 V，則電路中可能的故障原因是　 　。
（3）排除故障后，閉合開關調節滑動變阻器阻值使電壓表示數為2.5V，記錄此時電流表讀數如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為　 　。
（4）有同學認為此實驗器材還可以探究電流與電壓的關系，請判斷能否實現并說明理由：　 　。
15． 小科探究通過導體的電流與其兩端電壓的關系，選用的實驗器材有：電壓恒為4.5伏的電源、電流表、電壓表、定值電阻R(5歐)、滑動變阻器R' (20歐 1安)和開關各一個及導線若干。
（1）小科設計的電路圖如圖甲所示，請用筆畫線代替導線完成圖乙的實物連接。 (要求：滑動變阻器的滑片向右移動時，電流表示數變小，導線不能交叉)
（2）閉合開關后，發現電流表有示數，電壓表無示數。則該電路出現的故障可能是　 　。
（3）排除故障后，小科調節滑動變阻器滑片P的位置，多次改變電壓表示數，讀取并記錄電流表示數，測得5組數據并繪制電流與電壓的關系曲線，如圖丙所示。老師發現其中有一組數據存在錯誤，請你指出并說明原因　 　。
16．小華利用圖甲所示電路來測定不同電壓下小燈泡的功率(燈泡電阻約8Ω，其他部分器材的規格已標明)。
（1）實驗中，小華發現無論怎樣調節滑動變阻器，兩電表指針始終處于圖乙所示位置，則導線　 　(填序號)出現了斷路的故障，需要重新連接。
（2）故障排除后，小華進行了5次實驗，記錄實驗數據并在U-I圖像中描點，得到小燈泡兩端的電壓與電流的關系圖像如圖丙所示。則根據記錄的數據和圖像可知：實驗中滑動變阻器的規格可能為下列選項中的 (填字母)。
A．5Ω 2A B．10Ω 2A C．20Ω 1A D．30Ω 1A
（3）小華發現可以通過圖像直接得出燈泡功率大小與電壓的關系，請在答題卡相應位置用陰影表示燈泡在 1.5V時的功率大小。
（4）交流分析時，小華覺得不需要重新測量就可以在圖像中繼續畫出通過滑動變阻器的電流與它兩端電壓的關系，如圖丁，其中符合實際的曲線是　 　(填“①”“②”或“③”)。
17． 小明和小麗所在的A、B兩個實驗組在實驗課上利用如圖甲所示的電路分組探究“電流跟電阻的關系”。實驗器材有：電源電壓為6V的電源；阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值電阻；滑動變阻器；電流表；電壓表；開關；導線若干。
（1）小明正確連接好電路，在閉合開關前發現電流表的指針如圖所示，則應該進行的操作　 　。
（2）改正后閉合開關，發現電壓表示數接近電源電壓，而電流表示數為零，該電路的故障為R　 　。 (選填“斷路”或“短路”)
（3）在探究電流與電阻的關系的實驗中，A、B兩組同學根據各自的實驗數據作出了如圖乙所示的I-R圖像，經討論，一致認為A組同學的I-R圖像是錯誤的，請說明該組操作中存在的問題是 　 　。
（4）分析圖乙B組同學的數據可知，他們選擇的滑動變阻器的規格是：____(填字母)。
A．20Ω， 1A B．40Ω， 0.2A C．50Ω， 1A
18．在探究“同一導體中的電流與它兩端電壓關系”的實驗中，小科設計了圖甲電路圖來進行實驗。
（1）圖中有一根導線連接錯誤，請你在錯誤的導線上畫“×”，并用筆畫線代替導線畫出正確的連接方式。
（2）在正確連接電路后，閉合開關，將滑動變阻器的滑片由最左端移到最右端的過程中，小燈泡始終不發光，電流表示數為零，電壓表示數較大，經檢查兩電表均正常且導線連接正確，則電路故障是　 　。
（3）在這個實驗中，滑動變阻器的作用是　 　。
（4）如圖乙所示是小科根據實驗數據繪出的電流I與電壓 U關系的圖像，發現電流與電壓不成正比，跟書本中的結論不一致，請分析原因并提出改進方案。
　 　。
19．小科在“探究電功率與電流關系”的實驗中，連接了如圖甲的電路，其中電源電壓保持6V不變，R為定值電阻。
（1）實驗開始前，小科需要將滑動變阻器的滑片移到　 　端（填空“A”或“B”）；
（2）實驗中，小科發現無論怎樣調節滑動變阻器，兩電表指針始終處于圖乙所示位置，由此可以推斷電路故障是　 ??；
（3）替換了問題器材后，小科移動滑動變阻器進行多次實驗，繪制了電阻R電功率（曲線A）和電路總功率（曲線B）隨電流變化圖像（如圖丙），分析可知小科用的定值電阻阻值為　 　Ω；請根據圖丙推測滑動變阻器功率隨電流變化的規律，并說明推測的依據：　 　。
20．小科和同學們在做“研究電流與電壓的關系”的實驗過程中：
（1）小科和同學們經過討論，完成了“研究電流與電壓的關系”兩次實驗電路的設計，如圖甲、乙所示。由圖甲改進為圖乙，是因為使用滑動變阻器既能保護電路，又能改變　 　，進行多次測量，方便尋找普遍規律。
（2）請用筆畫線代替導線，幫助小科按電路圖乙，將圖丙中的實物電路連接完整。
（3）小科連完電路，閉合開關后，發現電流表的示數為0，電壓表有示數。若電路僅有一處故障，則故障為　 　。
（4）在排除故障后，用同一定值電阻進行實驗，移動滑動變阻器的滑片P位于不同位置，讀出電表的示數并記錄數據如表，則可得出結論　 　。
電壓U/伏 3.00 2.50 2.00 1.50
電流I/安 0.30 0.25 0.20 0.15
21． 小王和小朱所在的A、B兩個實驗組在實驗課上利用如圖甲所示的電路分組探究“電流跟電阻的關系”。實驗器材有：電源電壓為 6V 的電源，阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值電阻，滑動變阻器，電流表，電壓表，開關，導線若干。
（1）小王按照要求正確連接好電路，在閉合開關前發現電流表的指針如圖所示，則接下來應該進行的操作是　 　。
（2）改正后閉合開關，發現電壓表示數接近電源電壓，而電流表示數為零，該電路的故障為　 　。
（3）在探究電流與電阻的關系的實驗中，A、B兩組同學根據各自的實驗數據作出了如圖乙所示的I-R圖像，經討論，一致認為A組同學的I-R圖像是錯誤的，請說明該組操作中存在的問題是　 　。
（4）分析圖乙B組同學的數據可知，他們選擇的滑動變阻器的規格是：____(填字母)。
A．20Ω， 1A B．40Ω， 0.2A C．50Ω， 1A
22．小寧為測定一只標有“2.5 V”字樣的燈泡的電阻，按照如圖甲所示電路開展實驗，并將電壓表和電流表的示數記錄并繪制圖像，如圖丙所示。研究圖丙數據發現小燈泡的電阻并不是一個固定值，小寧認為可能是燈泡兩端的電壓影響了小燈泡燈絲的電阻，而小科認為可能是溫度影響了小燈泡燈絲的電阻。他們打破小燈泡的玻璃，將小燈泡的燈絲分別浸泡在 的蒸餾水恒溫水浴中重復實驗，得到如圖丁所示的圖像。
（1）連接好電路，閉合開關后，發現無論怎樣移動滑動變阻器滑片，小燈泡都不發光，電流表指針有較大偏轉，電壓表幾乎不偏轉，出現這種現象的原因可能是　 　。
（2）電路故障排除后，閉合開關，電壓表選擇量程為“0~3 V”，示數如圖乙所示，若要測定小燈泡正常發光時的電阻，閉合開關后的下一步操作是　 　。
（3）他們將小燈泡的燈絲浸泡在不同溫度下的恒溫水浴中進行實驗，結果如圖丁所示，分析圖像，你認為誰的觀點正確，并說明理由：　 　。
23．已知電源電壓恒為6V，小燈泡正常工作時電壓為3.8V，電阻約為12Ω，滑動變阻器最大阻值為50Ω。
（1）由于電壓表“0~15V”量程損壞，小科利用如圖電路“測量小燈泡的額定功率”：
①請用筆畫線代替導線，完成圖甲實物電路的連接；　 　
②正確連接電路后，用開關試觸，小科發現燈泡不亮、電壓表瞬間滿偏，電流表指針幾乎不動，圖甲電路發生的故障是　 　 。(電路只有一處故障)
③小燈泡正常發光時，電流表的示數如圖乙所示，小燈泡L1的額定功率為　 　W。
④測量完燈泡的額定功率后，小科又測量了幾組數據，計算后發現燈絲電阻隨其兩端電壓的增大而增大，原因是　 　。
（2）小金利用上述實驗器材，連接了如圖丙的實驗電路圖“探究電流與電阻的關系”，電壓表量程為“0~3V”， 電流表量程為“0~0.6A”， 他選用了4Ω、8Ω、 10Ω、20Ω四個定值電阻。正確連接電路后，閉合開關，移動滑片，當選用4Ω的電阻時，電流表示數為0.5A，滑動變阻器阻值的移動范圍　 　。
24．小剛做“測量小燈泡電功率”實驗中，所用電源電壓恒為6V，小燈泡的螺旋套上標有“2.5V”字樣，其額定功率小于 1W，滑動變阻器的規格是“40Ω； 1A”。
（1）請你用筆畫線代替導線，將圖丙中未完成的電路連接好。(要求連好線后滑動變阻器滑片已經處于阻值最大處)　 　；
（2）閉合開關，發現燈泡不亮，電流表無示數，電壓表有示數，電路的故障可能是____；
A．燈泡短路 B．滑動變阻器短路
C．燈泡斷路 D．滑動變阻器斷路
（3）測完小燈泡的電功率之后，他還想要繪制出該用電器的P-I2和P-U2圖像，如圖，則可能正確的是____；
A． B．
C． D．
（4）另一組同學不改變其它電路元件及電路連接，探究電流與電阻的關系：用6Ω、10Ω、15Ω的定值電阻分別替代燈泡，若設定不變的電壓值為1.2V，為順利完成實驗，可以在電路中再串聯一個定值電阻，則該定值電阻最小值是　 　Ω。
25．小科用如圖甲所示的裝置測量小燈泡在不同電壓下的電功率。實驗器材：三節新干電池、電流表、 電壓表、額定電壓2.5V的小燈泡、滑動變阻器、開關、導線若干。
（1）用筆畫線代替導線，將圖甲實物電路連接完整。要求：當滑動變阻器的滑片向左移動時，其接入電路的電阻變大，連線不得交叉。
（2）小科連接實物圖后開始進行實驗(已知各元件均無故障且操作無誤)，他發現在閉合開關S后，無論如何調節滑片P，電壓表的示數總是調不到零，其原因是　 ??；
（3）小科請教老師后重新設計了圖乙的電路圖，解決了上述問題，從而測出了0~3V小燈泡電流值，并繪制出小燈泡完整的U--I|圖像，如圖丙，則小燈泡的額定電功率是　 　瓦；
（4）據圖丙分析， 以下能正確反映小燈泡的實際功率 P與U2、I2關系的圖像是　 　。
26．為了測定小燈泡的電功率，小柯利用電壓恒為3V的電源、合適規格的滑動變阻器、標有“2.5V”字樣的小燈泡等器材按圖甲方式連接電路進行實驗。
（1）閉合開關后，小燈泡不亮，電壓表有示數，電流表無示數，則電路中可能出現的故障是____。
A．滑動變阻器斷路 B．電壓表短路
C．小燈泡短路 D．小燈泡斷路
（2）閉合開關，移動滑動變阻器的滑片到某點，電壓表的示數如圖乙所示，為測得小燈泡的額定功率，小柯接下去的操作是　 　。
（3）小柯將數學幾何圖像分析與電學知識融合，圖丙為小燈泡的I-U圖像，劃分6塊區域，面積分別為S1-S6，有了新的發現與收獲：
①當電流為I1時，小燈泡的實際功率可以用圖丙中的面積　 　表示。
②當電流為I1逐漸增大到I2時，請結合圖中信息判斷滑動變阻器功率的變化量△P滑與小燈泡實際功率的變化量△P燈哪一個更大，△Pm　 　△P燈(選填“>”、“<”或“=”) ， 并說明理由　 　。
27．某同學在探究“電流與電阻的關系”實驗時設計了圖甲所示的電路圖，電源電壓恒為3V。
（1）請用筆畫線代替導線，將圖乙所示的實物圖連接完整(導線不允許交叉)。
（2）正確連接電路后，閉合開關。該同學發現，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，兩電表的指針始終處于圖丙所示的狀態，則電路故障可能是　 　。
（3）排除電路故障后繼續實驗，依次更換不同阻值的定值電阻，讀出電流表的示數，實驗數據如表所示。根據實驗數據分析，該同學在實驗操作中存在的錯誤是　 　。
實驗次數 1 2 3 4
電阻R1/Ω 5 10 15 20
電流 I/A 0.20 0.15 0.12 0.10
（4）該同學采用上表中第1次實驗數據后，為了按正確的操作完成10Ω、15Ω、20Ω時三組數據的測量，應選擇最合適的滑動變阻器是　 　。(實驗室有“20Ω2A”、“50Ω2A”和“100Ω2A”三種規格的滑動變阻器)
28．小東設計了測量電路元件電功率的電路，如圖甲所示，部分器材的規格己標明。
（1）按圖甲連接好電路，閉合開關，發現無論怎樣調節滑動變阻器滑片，電壓表示數始終為3V，而電流表示數始終為零。經檢查，發現一根導線某處接觸不良。請推斷①、②和③導線中發生故障的是　 　；
（2）修復故障后繼續實驗，記錄實驗數據并在U-I圖像中描點，得到小燈泡兩端的電壓與電流的關系圖像如圖乙。圖中陰影部分面積S1表示小燈泡兩端電壓為1V時，小燈泡的實際功率。結合圖像回答：小燈泡的額定功率為　 　W；陰影部分面積：表示的含義是：　 ?。?br/>（3）完成上述實驗后，小東發現燈泡的鎢絲因為用久了而變的極細。由此他反思在該實驗中2.5V時測得的額定功率　 ?。ㄌ睢捌蟆薄捌　被颉安蛔儭保?。
29．小明用如圖甲所示實物圖來測量小燈泡兩端的電壓，請回答下列問題：
（1）在連接電路過程中，開關應處于　 　(填“斷開”?；颉伴]合”)狀態。
（2）在閉合開關前，小明應將滑動變阻器的滑片置于　 　(填“A”或“B”)端， 閉合開關后，發現電流表無示數， 電壓表有示數，小燈泡不發光，則電路故障是　 　。
（3）如圖乙所示， 電壓表的示數為　 　伏。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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