压轴题06 电路故障（解析版）-2023年中考物理压轴题专项训练

第第页压轴题06电路故障综合近几年中考对于电路故障的考察形式，电路故障分析是初中物理学习过程中的难点，也是每年中考考查的热点之一，其原因是这类题目对学生有较高的综合判断、分析能力要求。进行电路故障分析，要以电路动态分析为基础，而电路故障分析又是电路动态分析的载体，因此在中考备考过程中，将电路故障分析作为一个专题进行复习，有利于提高学生的综合分析能力，提高复习的效率。1.电路故障电路故障一般都含有两方面内容：一是故障的性质，即是短路还是开路；二是故障的位置，即故障发生在哪个元件上。所以一个电路中故障，要从这两个方面分析。2．串联电路故障：RR1R2AS开关s闭合后，电路正常工作，如果电路某一处出现故障，引起的电表变化现象如下表。故障电流表A示数变化电压表V1示数变化电压表V2示数变化R1断路变小变大变小R1短路变大变小变大R2断路变小变小变大R2短路变大变大变小3．并联电路故障：开关S闭合后，电路正常工作，如果并联电路出现故障，根据并联电路特点，即电压表不发生改变，且不会出现电阻短路故障，只会出现断路故障，因此故障现象减少，如下表。RR1R2SAA1A2V故障电流表A1示数变化电流表A2示数变化电流表A示数变化R1断路变小不变变小R2断路不变变小变小R1、R2断路变小变小变小一、单选题1．（2023·辽宁抚顺·统考一模）在如图所示的电路中，电源电压不变，闭合开关后，电路正常工作，一段时间后，发现其中一个电压表示数变大。下列说法正确的是（）A．灯L可能短路 B．电阻R可能短路C．灯L可能变亮 D．另一个电压表示数变小【答案】A【解析】读图可知，灯泡与定值电阻串联，左边的电压表V1测量的是串联电路两端的总电压（电源电压），右边的电压表V2测量的是定值电阻R两端的电压。由于电源电压不变，故由于左边的电压表V1测量的是串联电路两端的总电压（电源电压），电源电压不变，则其示数不变；电路的故障存在以下四种可能性：电灯L短路，电源电压都加在R两端，右边的电压表V2的示数会变大，灯泡不发光；电灯L断路，右边的电压表V2无示数；电阻R断路，右边的电压表V2通过灯丝、导线直接接在电源的两极上，测电源电压，故右边电压表示数变大；电阻R短路，右边的电压表测一导线两端的电压，示数变小为0，此时灯两端的电压变大、灯L变亮。据上面的分析可知，灯L发生短路时，电源电压都加在R两端，右边的电压表V2的示数会变大，因此，电阻R可能断路、灯L可能短路，另一个电压表示数不变。故选A。2．（2023·江苏苏州·统考一模）如图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关，电路正常工作，过了一会儿，有灯泡熄灭，两个电表中只有一个电表的示数变大。若电路中只有一处故障，则故障可能是（）A．灯泡L1断路 B．灯泡L2断路C．灯泡L1短路 D．以上情况都不对【答案】B【解析】根据电路图可知，该电路为串联电路，电流表测量电路中的电流；电压表测量灯L2两端的电压。A．若灯泡L1断路，两灯均不亮，两表均无示数，故A不符合题意；B．若灯泡L2断路，两灯均不亮，电流表无示数，电压表示数变大，故B符合题意；CD．若灯泡L1短路，此时电压表测电源电压，因此其示数变大，电路的总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路的电流变大，因此电流表示数也变大，故CD不符合题意。故选B。3．（2022秋·重庆忠县·九年级统考期末）如图所示电路，电源电压为4.5V保持不变，当开关S闭合后，只有一个灯泡发光且电压表的示数等于电源电压，产生这一现象的原因可能是（）A．灯泡L1处断路 B．灯泡L2处断路C．灯泡L1处短路 D．灯泡L2处短路【答案】C【解析】AB．由电路图知，两灯泡串联，电压表与L2并联，则电压表测量L2两端的电压；由于闭合开关后，有一盏灯泡发光，说明电路是接通的，则电路发生了短路故障，故AB错误；CD．又因为电压表有示数，并且等于电源电压，所以灯泡L1被短路（此时电压表测电源电压）；若灯泡L2处短路，则电压表也被短路而无示数，故C正确，D错误。故选C。4．（2021·四川成都·统考二模）如图所示，闭合开关S，发现灯泡L1不亮，L2亮，调节变阻器滑片P，L1始终不亮，L2变亮，出现这现象的原因可能是（）A．滑动变阻器断路 B．滑动变阻器短路C．灯泡L1断路 D．灯泡L1短路【答案】D【解析】A．由于两个灯泡和滑动变阻器是串联，电流路径只有一条，若滑动变阻器断路，则整个电路断路，两灯都不亮，故A不符合题意；B．若滑动变阻器短路了，则滑动变阻器不会引起L2亮度的变化，故B不符合题意；C．若灯泡L1断路，电路中无电流，两个灯泡都不能发光，故C不符合题意；D．若灯L1短路，则L1不亮，调节滑动变阻器使电路的总电阻变小，根据欧姆定律可知，电流变大，则灯L2变亮，故D符合题意。故选D。5．（2022·四川宜宾·统考一模）如图所示电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，电路正常工作。过了一会儿，灯L熄灭，有一个电表示数变小，另一个电表示数变大。则下列判断正确的是（）A．电动机断路 B．电动机短路 C．灯L断路 D．灯L短路【答案】A【解析】由电路图可知，灯泡与电动机串联，电压表测电动机两端的电压，电流表测电路中的电流。A．若电动机断路，则灯泡不亮，电流表示数为0，电压表串联在电路中，电压表示数等于电源电压，满足题干要求，故A符合题意；B．若电动机短路，总电阻变小，由欧姆定律可知，灯泡中电流变大，电流表示数变大，灯泡变亮，电压表此时测导线的电压，示数为0，不满足题干要求，故B不符合题意；C．若灯L断路，则灯泡不亮，电流表示数为0，电压表此时测导线的电压，示数为0，不满足题干要求，故C不符合题意；D．若灯L短路，则灯泡不亮，总电阻变小，由欧姆定律可知，灯泡中电流变大，电流表示数变大，此时电压表示数等于电源电压，所以电压表示数变大，不满足题干要求，故D不符合题意。故选A。6．（2022·安徽芜湖·统考二模）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。7．（2022·安徽亳州·统考二模）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·上海普陀·统考二模）等值电阻、组成如图（a）所示的电路，闭合开关，电压表示数和电流表示数的比值为；然后取与等值电阻组成如图（b）所示的电路，闭合开关，电压表示数和电流表示数的比值为，与相等。若已知电源、电压表和电流表完全相同且完好，三个电阻中只有一个电阻存在故障，则下列判断正确的是（）A．电阻可能短路 B．电阻一定断路C．电阻可能短路 D．电阻一定断路【答案】B【解析】由（a）图可知，R1与R3串联，电压表V1测R3两端的电压，电流表A1测电路中的电流，由欧姆定律可知：电压表V1与电流表A1的比值为电阻R3的阻值为k1。由（b）图可知，R2与R3并联，电压表V2测电源电压，电流表测干流的电流，电压表V2与电流表A2的比值为电阻R3与R2并联后的总阻值为k2。根据题意可知电阻R3的阻值与电阻R3与R2并联后的阻值相等，即k1=k2。且电源、电压表和电流表完全相同且完好，由于只存在一个电阻故障，则A．电阻R1短路，不会影响电阻R3与R2并联后的总阻值，故A错误；B．电阻R2断路，则图（b）中的只存在电阻R3，则电压表V2与电流表A2的比值为电阻R3的阻值，故B正确；C．电阻R2短路，则图（b）中电路的电源短路，电压表V2无示数，故电压表V2与电流表A2的比值为0，故C错误；D．电阻R3断路，则图（b）中的电压表V2与电流表A2的比值为R2的阻值，不等于图（a）的测量值，故D错误。故选B。二、填空题9．（2022秋·上海杨浦·九年级校考期末）在如图所示的电路中，电源电压保持不变，灯L与电阻R的阻值相等。闭合开关S，电路正常工作，电压表示数为U0，电流表示数为I0。过了一会儿，灯L熄灭，若电路中仅有一处故障，且只发生在灯L或电阻R上。（1）如果两个电表中只有一个电表的示数变大，该电表的示数为______，故障是______；（2）如果两个电表的示数均变大，请写出两电表的示数及其对应的故障______。【答案】2U0R断路电压表V示数为2U0，电流表A示数为2I0，则L短路【解析】（1）[1][2]由图知，灯泡L与电阻R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流；闭合开关S，由于灯L与电阻R的阻值相等，其分担的电压相等，根据串联电路的电压规律可知，电源电压为2U0；灯L熄灭，且故障只能发生在灯L或电阻R上，则灯L熄灭的原因可能有以下几种情况：电阻R断路，或灯泡L断路，或灯泡短路；如果电阻R断路，此时电压表串联在电路中，由于电压表的电阻非常大，则此时电流表示数变小，几乎是0，电压表相当于测电源电压，电压表示数会增大为2U0，即此时只有一个电表的示数变大；由此可知，如果只有一个电表的示数变大，则故障是电阻R断路，电压表示数等于电源电压2U0。（2）[3]如果灯泡断路，则整个电路断路，此时电流表和电压表示数都变为0，即两个电表的示数都变小了；如果灯泡短路，电路中总电阻变小，则电流表的示数增大，此时电路为电阻R的简单电路，则电阻两端的电压等于电源电压，电压表示数为2U0，由于电源电压不变，电阻变为原来的一半，根据欧姆定律可知，电流会变为原来的2倍，即电流表示数为2I0，即两个电表的示数都变大；由此可知，如果两个电表的示数都变大，则故障是灯L短路，电压表示数等于电源电压2U0，电流表A示数为2I0。10．（2023·上海嘉定·统考一模）在图所示的电路中，电源电压为U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。一段时间后，观察到电流表的示数突然变大。电路中仅有一处故障，且只发生在电阻R1或R2上。若在电路中添加一个电表判断故障，以下可行的是________。A．在M点串联电压表B．在NP两点间并联电流表C．在NP两点间并联电压表请写出接入电表并闭合开关S后，所有电表的示数情况及对应的故障________。【答案】C电压表示数为U，电流表示数为，R1短路；电压表示数为0，电流表示数为，R2短路【解析】[1][2]由图知，两电阻串联，电流表测电路中的电流：根据题意可知,闭合开关S,电路正常工作。经过一段时间,电流表的示数突然变大,且故障只发生在电阻R1、R2上。一是电流表示数变大,这说明电路是通路；电源电压不变,电流变大,根据欧姆定律可知,总电阻减小,所以电路出现了短路故障；二是为进一步确定故障,可将电压表并联R1的两端,若电压表有示数且为U，这说明R2短路；若电压表示数为0，这说明R1短路。综上所述，只能在NP两点间并联电压表，故选C。11．（2023·广东深圳·校考模拟预测）如图所示电路中，由于接线柱接触不良导致电路发生了断路故障。若电路中仅有一处故障，且只发生在电阻R1、R2上。现通过接入一个电表来判断故障。①应选择如下方案_______________；A．将一个电流表串联在Q点B．将一个电压表并联在Q、M点之间C．将一个电压表并联在M、N两点之间②请写出选择方案后，闭合开关S后的操作、电表的示数变化情况及其对应的故障：_____________。【答案】A见解析【解析】[1][2]A．电路中R1、R2并联，各支路用电器工作互不影响，将电流表串联接入Q点，Q点在干路上，闭合开关后，向左滑动变阻器的滑片P，若电流表的示数不变，则R2断路；若电流表示数变大，则R1断路。故A符合题意；B．将电压表并联在Q、M点之间，电压表被电路中的导线短路，开关闭合后电压表始终没有示数，因此无法判定故障位置。故B不符合题意；C．电路中R1、R2并联，将电压表并联在M、N两点之间，即电压表测R2两端电压，由并联电路各支路两端电压与电源电压相等可知，开关S闭合后，电压表测电源电压，示数始终不变，因此无法判定故障位置。故C不符合题意。故选A。12．（2021·安徽·校联考模拟预测）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。13．（2021·四川自贡·统考一模）在如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，一段时间后，灯L突然熄灭。如果电路中只有一处故障且只发生在灯L或电阻R处，为了检测故障，将一完好的检测灯L′并联在L两端，观察到检测灯L′也不发光。电路中可能存在的故障是_______。若将检测灯L′重新并联到电阻R两端，_______（选填“能”或“不能”）根据灯L和灯L′的发光情况判断出故障。【答案】R断路或L短路能【解析】[1]图中R与L串联，闭合开关S，一段时间后，灯L突然熄灭，说明可能是L短路或电路中存在断路，已知电路中只有一处故障且只发生在灯L或电阻R处．将一完好的检测灯L′并联在L两端，观察到检测灯L′也不发光，有两种可能：一是L短路，此时检测灯L′也被短路，则L′也不发光；二是R断路，此时电路为断路，则检测灯L′也不发光。[2]若将检测灯L′重新并联到电阻R两端，若R断路，此时L′和灯L串联，整个电路为通路，则检测灯L′和灯L都发光；若L短路，此时L′和R并联，只有检测灯L′发光，所以能通过检测灯L′和L的发光情况判断故障。14．（2020·江苏南京·校联考二模）如图所示电路中，电源电压恒定。(1)当开关断开，、闭合测得电流表读数为。当开关、闭合，断开时，由于电阻、中有一个电阻出现故障，电流表读数为，电压表读数为。则电源电压为__，电路中出现的故障是__。(2)若电路正常工作，在内，电流通过电阻做的功最少为__。【答案】3断路24【解析】(1)[1][2]当开关断开，、闭合时，电路为的简单电路，电流表测电路中的电流，即；当开关、闭合，断开时，与并联，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流，因电阻、中有一个电阻出现故障时，电流表读数为，电压表读数为，所以，电路出现的故障是断路，否则电压表无示数，则此时电路为某个电阻的简单电路，且两次电流表的示数不相等，所以，电路故障为断路，此时为的简单电路，则通过的电流，由电压表的示数可知电源电压。(2)[3]由可得，电阻、的阻值分别为若电路正常工作，则当与串联时电路中电流最小，电阻的功率最小，则在内，电流通过电阻做的功最少；根据串联电路的特点和欧姆定律可得，与串联时电路中电流则电流通过电阻做的功最少为15．（2020·福建福州·统考二模）如图所示电路，电源两端的电压不变，闭合开关S，电压表测_____两端的电压；若电路正常工作一段时间后两电表的示数都突然变大，则该电路中出现的故障可能是_____。【答案】电阻R灯泡L短路【解析】[1]闭合开关S，灯泡与电阻串联在电路，电压表测电阻R两端的电压。[2]若电路正常工作一段时间后两电表的示数都突然变大，则该电路中出现的故障可能是灯泡L短路，电路电阻变小，电流变大，电压表直接测量电源两端电压也将变大。16．（2020·上海崇明·统考三模）在图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合电键S，电路正常工作，一段时间后，灯不发光，故障只发生在灯L或电阻R：(1)如电压表示数不为零，电路故障可能是________；(2)如用完好的灯L0来替代电阻R，灯L0发光，请根据相关信息写出此时小灯L的发光情况及原先电路对应的故障：___________________________。【答案】灯L断路若灯L不发光，则灯L短路；若灯L发光，则电阻R断路。【解析】(1)[1]电压表示数不为零，说明是电路出现了断路，故障只发生在灯L或电阻R，所以是灯L断路。(2)[2]闭合电键S，电路正常工作，一段时间后，灯不发光，说明灯断路或电路发生断路，有以下3种情况：第1种情况，若灯短路，电流表有示数，电压表示数为0；第2种情况，若灯断路，则电压表串联在电路中，有示数，电流表示数为0；第3种情况，若电阻断路，则电流表、电压表示数都为0。故答案为：若灯L不发光，则灯L短路；若灯L发光，则电阻R断路。17．（2019·福建厦门·厦门一中校考一模）如图所示电路中，电源电压不变，且R1＞R2，当闭合S1，断开S2，电压表有示数；断开S1，闭合S2，发现电压表的示数变小。若故障只发生在电阻R1、R2上，则故障可能是_________；用一个完好的小灯替换R后，当闭合S1，断开S2，小灯发光；断开S1，闭合S2，小灯不发光，则一定存在的故障是_________。【答案】R1短路、R2断路或R1短路同时R2断路R2断路【解析】[1]当闭合S1，断开S2，R1和R串联，电压表测量R两端电压；断开S1，闭合S2，R2和R串联，电压表测量R两端电压；因为R1＞R2，根据欧姆定律和串联电路的分压特点可知，正常情况下，电压表示数应该增大，然而现在电压表的示数变小，说明电路存在故障，故障只发生在电阻R1、R2上，分析原因：当R1发生短路时，闭合S1，断开S2，电压表测量电源电压；因此当断开S1，闭合S2时，电压表的示数变小；当R2断路时，断开S1，闭合S2时，电压表示数变为零；因此电压表示数变小的故障原因可能是R1短路、R2断路或R1短路同时R2断路。[2]用一个完好的小灯替换R后，当闭合S1，断开S2，R1和灯泡串联；断开S1，闭合S2，R2和灯泡串联；灯泡由发光到不发光，原因为电路发生断路，则一定存在的故障是R2断路。18．（2021·江苏无锡·统考一模）小金制作了一个利用电压表测物体重力的小作品，它能在电压表盘上读出所放物体重力的大小，如图所示．（1）当秤盘不放任何重物时，滑片P恰好处于a点．闭合开关，当秤盘上所放钩码个数增多时，电压表示数将_____（填“增大”、“减小”或“不变”）；（2）一段时间后，在秤盘放2牛重的钩码时，表盘读数比2牛大，换不同重的钩码反复试验，每次读数都不同且大于钩码的重力．产生这一现象是由于_____引起的（填字母）．A．R1短路B．R1断路C．R2短路D．R2断路【答案】增大A【解析】（1）由电路图可知，R1与R2串联，电压表测滑片上面部分电阻丝两端的电压；由于电压表的内阻很大，在电路中可看作开路，所以变阻器R2始终以最大阻值接入电路，则滑片移动时，电路中的总电阻不变，电路中电流保持不变；当秤盘上所放钩码个数增多时，滑片向下移，滑片上面部分电阻丝的电阻增大，但是电路中电流保持不变，根据U＝IR可知，滑片上面部分电阻丝两端的电压增大，即电压表的示数增大；（2）一段时间后，电压表表盘的读数比标注的值要大，且换不同重的钩码反复试验，每次读数都不同；因两个电阻串联，电压表有示数（且物重不同时电压表示数不同），说明电路是通路，所以电阻R1和电阻R2不可能断路，故BD错误；电压表测滑片上面部分电阻丝两端的电压，在秤盘放2N重的钩码时，表盘读数比2N大，即电压表示数变大，根据欧姆定律可知电路中电流变大，说明电路的电阻变小，因此R1或R2出现短路，如果R2短路，电压表示数为0，不符合题意，所以故障只能是R1短路，故A正确，C错误．19．（2019·贵州黔南·校联考二模）在如图所示的电路中，电源电压不变，闭合开关S后，灯L1、L2都发光，一段时间后，其中一盏灯突然熄灭，而电流表变为零、电压表的示数不变，则产生这一现象的原因是________【答案】L1断路【解析】由电路图可知，两灯泡并联，电流表测灯L1中的电流，电压表测并联电路两端电压．电流表变为零，说明熄灭的是L1，电压表的示数不变,说明是L1断路．20．（2020·河北·校联考模拟预测）在如图所示的电路中，电源电压保持不变．电键S由断开到闭合时，观察到电路中两电表的示数始终为零．若电路中的故障只发生在电阻R1、R2处，①则电阻R2________断路（选填“一定”或“可能”）；②现用一只完好的电阻R0替换电阻R2，来进一步确定电路故障．请写出闭合电键S后，两电表的示数情况及相对应的电路故障．示例：电流表、电压表均有示数且不为零，则只有电阻R2断路．_________（写出示例以外的一种情况即可）【答案】一定电流表示数为零，电压表有示数且不为零，则电阻R1、R2都断路；电流表有示数且不为零，电压表示数为零，则电阻R1短路且电阻R2断路【解析】①电源电压保持不变．电键S断开时，R2和电压表串联，电压表无示数，说明电路断路，因为电路中的故障只发生在电阻R1、R2处，所R2断路；若电键S闭合时，R1、R2串联，电压表测R1两端的电压，电压表无示数，则R2断路，所以电键S由断开到闭合时，观察到电路中两电表的示数始终为零．若R1短路，电压表无示数，电流表有示数，故R2一定断路．②电流表有无示数，电压表有示数，即电压表和R0串联，电压表的电阻很大，几乎分担了全部的电源电压，即和电压表并联的电阻断路，所以R1断路．21．（2019·吉林长春·校考一模）如图所示电路，开关S断开时，电压表的示数为6V；当开关S闭合后，只有L1灯泡发光，并且电压表的示数仍为6V，则电路中的故障是灯泡L2_____（选填“短路”或“断路”），电源电压为_____V．【答案】短路6【解析】由图知，两灯串联，当开关S闭合后，只有L1灯泡发光，说明灯L2被短路；电压表测量的是灯L1两端的电压，其示数为6V，即电源电压．22．（2020·河北·校联考模拟预测）如图电路中有用电器R1、R2，闭合电键电路正常工作．一段时间后，发现电流表示数有变化．已知故障只发生在用电器上．请根据题意写出可能的故障情况．（1）如电流表示数变小且不为零，则故障是_____；（2）如电流表示数变小且为零，则故障是_____．【答案】R1或R2发生开路R1、R2都发生开路【解析】由图知，两电阻并联，电流表测量干路电流，电压表测量电源电压．（1）如电流表示数变小且不为零，则说明干路电流变小，有一条支路发生开路，则R1或R2发生开路；（2）如电流表示数变小且为零，说明整个电路处于开路，则R1、R2都发生开路．23．（2020·重庆北碚·统考模拟预测）如图所示，当开关S闭合时，两灯均发光．滑片P向右移动时，电流表A1的示数_____（填“变大”、“不变”或“变小”）．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】不变L1断路【分析】由电路图可知，L1与滑动变阻器串联后再与L2并联，电流表A测干路电流，电流表A1测L2支路的电流．（1）根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知，滑片移动时通过L2电流的变化；（2）经过一段时间后有一盏灯熄灭，电流表A的示数变小，说明电路断路，否则电流表A的示数变大；滑片P无论怎样滑动，电流表A的示数都不发生变化，说明滑动变阻器支路不能正常工作．【解析】由电路图可知，L1与滑动变阻器串联后再与L2并联，电流表A测干路电流，电流表A1测L2支路的电流；（1）因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以滑片移动时，通过L2的电流不变，即电流表A1的示数不变；（2）经过一段时间后有一盏灯熄灭，可能是短路造成的，也可能是断路造成的，若L2短路，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．24．（2017·陕西·校联考模拟预测）在如图所示的电路中，电源电压保持不变．由于电阻R、或灯L出现了一处故障，闭合电键S，两电表只有一个有示数．①发生故障时，小灯L______发光（选填“可能”或“不可能”）．②在原故障电路中，将一个检查校灯L'并在R两端，电流表A的示数不发生变化，电路中存在的故障是______．【答案】不可能灯L断路【解析】①电源电压不变，闭合电键S，两电表只有一个有示数，则有：若电压表有示数，电流表无示数，则小灯泡发生断路，电压表串联在电路中，小灯泡不发光；若电压表无示数，电流表有示数，是小灯泡短路，小灯泡不发光；所以电路发生故障时，小灯泡L不可能发光；②将一个检查小灯L′并在R两端，电流表A的示数不发生变化，说明电路不通为断路，故障只能为小灯泡L断路，此时电压表串联在电路中，电流表无示数，电压表有示数．【点睛】要理解当与电压表并联的灯泡断路时，电压表实际串联在电路中，由于电压表的电阻很大，所以电流表无示数，而电压表有示数且接近电源电压．三、实验题25．（2018·辽宁辽阳·校考一模）在测定小灯泡额定功率的实验中（所用灯泡的额定电压U0=3.8V）．（1）小明实验小组采用图甲的方案，闭合开关后，发现无论怎样移动滑片P，灯都不亮，电流表示数始终为0，电压表示数约为6V，则电路中出现的故障可能是______；排除故障后，调节滑动变阻器，直到电压表的示数为3.8V，观察到电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为_________W．（2）小红实验小组设计了另一种实验方案（其中电源电压未知，电阻R的阻值已知）．①电路如图丙所示，小红按电路图连接好电路；②开关S拔到位置1，移动滑片P至任一位置，读出电流表示数I1；③开关S拔到位置2，滑片位置__________(选填“向右移”、“向左移”或“不动”），读出电流表示数I2．先算出灯泡的电阻：RL=__________（请你用所测的物理量表示），再根据P0=U02/RL，计算灯泡的额定功率．他们按此方案测量，发现实验结果与真实值相差较大，原因是___________________________，所以根据P=U2/R求出的功率与额定功率相差较大，仔细分析后，他们认为要准确测量灯泡的额定功率，只需将上述步骤2改为：_________．【答案】灯泡断路1.14不动RL=I1R/I2-I1灯泡电阻随温度的变化而变化，题中所求电阻值RL与灯泡正常发光时的阻值不相等开关S拨到位置1，移动滑片P直到电流表示数为I1=U0/R=3.8V/R为止，读出电流表示数I1【解析】（1）闭合开关后，发现无论怎样移动滑片P，灯都不亮，电流表示数始终为0，说明电路是断路；电压表示数约为6V，说明电路中出现的故障可能是与电压表并联的部分出现断路，由图知道故障应是灯泡断路；当电压表的示数为3.8V时，由图乙知道，电流表量程是0.6A，最小分度值是0.02A，所以，电流表示数是0.3A，此时灯泡额定功率是：P=U0I=3.8V×0.3A=1.14W；（2）开关在位置1时，灯泡与电阻并联，灯泡两端的电压是：UL=UR=I1R，开关打到2位置时，滑片位置不动，灯泡与电阻仍然并联，读出电流表示数I2，此时测量的是干路电流，由并联电路特点知道，流过灯泡的电流是：I灯=I2-I1，所以，灯泡电阻是：RL=UL/IL=I1R/（I2−I1）；由于灯泡电阻随温度的变化而变化，所以所求得的电阻值RL与灯泡正常发光时的阻值不相等，由P0=U20/RL求出的功率就会与额定功率的真实值相差较大；若要准确测出灯泡的额定功率，需要将上述步骤2改为：开关S拔到位置1，移动滑片P直到电流表示数为I1=U0/R=3.8V/R为止，读出电流表示数I1点睛：本题考查的是测定小灯泡额定功率的实验，涉及电路故障分析、欧姆定律的应用、并联电路的特点、实验操作设计，第（2）小题有一定的难度，解题时应用了等效替代法，要认真分析．26．（2016·福建厦门·厦门双十中学校考二模）小丽做测量小灯泡电功率的实验（小灯泡标有“2.5V”字样，电阻约10Ω）．（1）如图甲所示是小丽连接的部分电路，请将电路连接完整_________．（2）闭合开关后，发现灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数.若电路中仅有一处故障，这个故障可能是___________．（3）实验过程中，当电压表的示数为2V时，要使小灯泡正常发光，应将滑动变阻器的滑片P向___调节（选填“左”或“右”）；小灯泡正常发光电流表的示数如图乙所示，则，此时小灯泡的电功率为______W．（4）做完此实验后，小丽还想测量一只阻值约为数百欧的电阻Rx的阻值，与其他同学讨论后，她通过增加一电阻箱R0（0～9999Ω5A）、定值电阻（200Ω2A）、单刀双掷开关等器材，设计出了A、B两种方案(如图).在A、B两种方案中，方案__________可以让测量结果更准确，理由是_______．（电表为理想电表）【答案】略灯短路右1.2B可以多次测量取平均值【解析】（1）小灯泡与电流表串联，电压表接在小灯泡的两端，如下图：（2）闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表有示数，说明电路为通路，故障为短；电压表无示数，说明电压表被短路，因此电路故障为灯泡短路；（3）电流表量程为0～0.6A，由表知0.4+4×0.02A=0.48A；此时小灯泡电功率：P=UI=2.5V×0.48A=1.2W；要使小灯泡正常发光，应使小灯泡两端电压为额定电压，由2V增大到2.5V，根据串联分压的特点，应使滑动变阻器阻值减小，故应将滑动变阻器的滑片P向右移动；（4）方案A通过Rx与R串联，测得Rx两端电压，然后单刀双至开关由a到b再调节电阻箱，电压表示数与在a点相同，则可求得电阻值；方案B先后把电压表分别放在Rx和R0两端测出电压值，由串联分压公式可求Rx．调节电阻箱阻值，可以多次测量．方案A，只能求一次阻值；方案B可以多次测量求平均值，以减小误差．27．（2022·天津·校联考模拟预测）在做“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中，实验器材有：学生电源（3V不变），电流表、电压表、定值电阻四只（5Ω、10Ω、20Ω、25Ω各一只），滑动变阻器M（10Ω1A），滑动变阻器N（20Ω1A），开关、导线若干。（1）请你用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整，要求滑片P向B端移动时电路中电流变大。______（2）实验过程中，使用不同定值电阻进行探究时，调节滑动变阻器的阻值，使电阻R两端电压保持不变，这种方法是_____（填字母编号）；A．转换法

B．控制变量法

C．等效替代法（3）某次实验中，连接好电路，闭合开关时，发现电流表示数几乎为零，电压表示数约3V，调节滑动变阻器的阻值，两电表示数均无明显变化，电路故障原因可能是_____；（4）排除故障后，更换不同定值电阻进行了实验，记录实验数据如表：实验次数1234电阻/Ω5102025电流/A0.400.200.100.08分析表中数据可得到的结论是：_____；（5）实验中选择的滑动变阻器应是_____（选填“M”或“N”）。【答案】BR断路在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比N【解析】（1）[1]使滑动变阻器与定值电阻串联，滑片P向B端移动时电路中电流变大，说明滑动变阻器接入电路的阻值减小，故将B接线柱接入电路；将滑动变阻器的B接线柱与定值电阻的右接线柱相连，如下图所示（2）[2]导体中电流跟电阻和电阻两端电压有关，所以实验中要使用控制变量法，故选B。（3）[3]闭合开关，无论怎样移动滑片，且电压表始终为3V，电流表示数为零，说明电压表串联在了电路中，电流太小电流表显示不出来，则故障的原因可能是R断路。（4）[4]研究电流跟电阻之间的关系，电流的变化倍数与电阻变化倍数的倒数相等，故可得结论：在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。（5）[5]电压表的示数保持不变，由表格中数据知UR=I1R1=5Ω×0.4A=2V根据串分压的知识，当定值电阻的阻值最大为25Ω时，所需滑动变阻器的阻值最大，此时电路中电流为0.08A，所以因此选择滑动变阻器N。28．（2016·福建·中考真题）如图1是“探究电流与电压、电阻关系”的实验电路图。（1）在“探究电流与电阻”关系时：①连接好电路，发现电流表没有示数；移动滑动变阻器滑片，电压表示数始终接近电源电压，造成这一现象的可能原因是___________。A．电流表坏了

B．电阻R处开路C．电阻R短路

D．滑动变阻器短路②排除电路故障后进行实验，需改变电阻R的阻值，并保持其两端电压不变，当把R的阻值由5Ω换成10Ω时，滑动变阻器的滑片应向___________（填“左”或“右”）移动，才能使电阻R两端的电压保持不变；（2）在“探究电流与电压”关系时：若电路连接后，其电路图如图2所示，则用电压表、电流表测得多组数据绘出的电流随电压的变化图象是图3中的___________。【答案】B右D【解析】（1）[1]A．如果电流表坏了，整个电路断路，电压表也不会有示数，故A不符合题意；B．如果电阻R处开路，则电压表串联在了电路中，此时电路中电阻很大，可看作断路，所以电流表没有示数，电压表示数始终接近电源电压，故B符合题意；C．如果电阻R短路，则电压表的示数将为零，且电流表的示数较大，故C不符合题意；D．如果滑动变阻器短路，电流表会有示数，且较大，故D不符合题意。故选B。[2]把5Ω的电阻换成10Ω的电阻，电阻阻值变大，电阻分压变大，为保持电阻两端电压不变，应减小电阻两端电压，增大滑动变阻器两端电压，故将滑片向右移动。(2)[3]由图可知，电压表并联到了滑动变阻器两端，当滑动变阻器的电阻变大时，根据欧姆定律可知，电路中的电流减小，定值电阻两端的电压减小，根据串联电路的电压规律可知，滑动变阻器两端的电压变大，即电压表示数变大，而电压表与电流表示数之比等于滑动变阻器接入电路的阻值，不是定值，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。29．（2017·江苏常州·中考真题）某次旅游，密闭大巴内坐满了游客，司机忘了打开换气设备，时间一久，车内二氧化碳浓度上升，令人头晕脑胀．为此，小明设计了车载自动换气设备（一）小明找来二氧化碳气敏电阻Rx，其电阻值与空气中二氧化碳浓度关系如表格所示，其中二氧化碳浓度为0时，Rx阻值模糊不清，他对该电阻阻值进行测量氧气浓度/%051015202530Rx/Ω28221713108小明把空气通过氢氧化钠溶液，得到二氧化碳浓度为0的空气，并收集于集气瓶中，再将Rx置于其中（1）图甲电源电压恒为6V，请以笔画导线完成电路图剩余部分的连接．要求，滑片P向B端移动时，电压表、电流表的示数都变大．()（2）开关S闭合前，滑片P应移至_____（选填“A”或“B”）端．（3）闭合开关S，发现电流表无示数，电压表有示数．电路某一故障可能为_____．A、S断路B、R'断路C、Rx短路D、Rx断路（4）排除故障后，移动滑片P，电压表、电流表示数如图乙所示，二氧化碳为0时，Rx的阻值为_____Ω（5）请在丙图中画出Rx阻值与空气中二氧化碳浓度的关系图象．()（二）小明利用电磁继电器设计车载自动换气设备，如图丁所示，控制电路，恒为6V的蓄电池，开关S，定值电阻R0，二氧化碳气敏电阻Rx，电磁继电器的线圈电阻不计，线圈电流大0.1A时衔铁被吸下，线圈电流小于0.1A衔铁被弹回，受控电路包括，恒为24V的蓄电池，额定电压均为24V的绿灯、红灯、换气扇．（6）请以笔画线完成电路连接，要求：闭合开关S，周围空气中二氧化碳浓度小于8%时，绿灯亮；大于8%时，红灯亮且换气扇正常工作．()（7）定值电阻R0的阻值应为_____Ω．【答案】AD3535【分析】（1）由图乙确定两表的量程，根据要求滑片P向B端移动时，电压表、电流表的示数变大确定变阻器的连接与电压表的连接；（2）为保护电路，开关S闭合前，滑片P应移至阻值最大处；（3）若电流表示数为0，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电阻断路了；（4）分别图中电压表大量程和电流表小量程读数，根据欧姆定律求电阻；（5）根据描点作图；（6）将控制电路串联起来；根据电流大于0.1A，电磁铁将衔铁吸下，红灯亮且换气扇正常工作，同时绿灯断开不亮；当电流小于0.1A，绿灯亮：故红灯亮与换气扇并联，根据衔铁吸下时与下触点接触，电流小于0.1A时与上触点接触，按要求连接工作电路；（7）由图2可知，当周围空气中二氧化碳浓度为8%时，气敏电阻大小为R′X＝25欧姆，根据欧姆定律和电阻的串联求出定值电阻的大小．【解析】（1）用伏安法测电阻大小，电流表要串联在电路中，由图乙可知，电压表选用大量程，电流表选用小量程，因要求滑片P向B端移动时，电流表的示数变大，则电路中的电阻变小，即滑动变阻器连入电路中的电阻变小，故滑片以右电阻丝连入电路中，根据欧姆定律的变形公式U＝IR，待测电阻的电压变大，由串联电路的电压规律，电压表示数变小，故电压表并联在待测电阻的两端，如下图1所示：（2）开关S闭合前，滑片P应移至阴性阻值最大处，即A端；（3）闭合开关S，发现电流表无示数，电压表有示数．电路某一故障可能为Rx断路，选D；（4）图中电压表选用大量程，分度值为0.5V，示数为为3.5V；电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.1A，由欧姆定律，待测电阻：RX＝；（5）由表中数据，在坐标系中确定对应的点，用平滑的曲线连接起来，如下图2所示所示：（6）闭合开关S，因周围空气中二氧化碳浓度越大，气敏电阻越小，当大于8%时，电阻小于某一值，电流大于0.1A，电磁铁将衔铁吸下，红灯亮且换气扇正常工作，同时绿灯断开不亮；当周围空气中二氧化碳浓度小于8%时，电阻大于某一值，电流小于0.1A，绿灯亮；将控制电路与电源串联起来；电流小于0.1A时，上触点与衔铁接触，绿灯与电源连接，绿灯亮；电流流大于电0.1A时，磁铁将衔铁吸下，下触点与衔铁接触，上触点与衔铁分离，红灯与换气扇并联，红灯亮且换气扇正常工作，绿灯断路；电路连接如下所示：（7）由图2可知，当周围空气中二氧化碳浓度为8%时，气敏电阻大小为R′X＝25欧姆，电路中电流I＝0.1A，根据欧姆定律和电阻的串联规律，R0＝﹣R′X＝﹣25Ω＝35Ω；【点睛】本题考查测电阻的电路连接、注意事项、故障分析、电表读数、电阻计算，同时也考查了电磁继电器的运用及电路的连接，并汲及运用图象解决问题的思想，综合性强，难度较大．30．（2022·山东潍坊·统考一模）某实验小组做探究“电流与电阻关系”的实验，提供的器材有：电源（电压3V）、电流表、电压表、电阻箱R（0～999.9Ω）、滑动变阻器R1，开关及导线若干。（1）请用笔画线代替导线把图甲电路连接完整__________；（2）闭合开关，发现电流表、电压表均无示数，将电压表改接在R1两端，发现电压表的示数为3V，由此判断电路的故障是______________；（3）排除故障后，调节R的阻值，并移动R1的