2024年中考物理真题分类汇编（全国）：专项三 电路故障分析（第03期）（教师版）

专项三电路故障分析1．（2024·甘肃定西）在“探究电流与电阻的关系”的实验中，小明使用阻值为的定值电阻各一个，电压为的电源等器材进行探究。（1）请用笔画线代替导线将甲图电路连接完整（要求：滑片P向右移动时电路中电流变大）；（2）正确连接并规范操作后，闭合开关，两电表均无示数。为了检查电路故障，小华将电压表接在滑动变阻器两端时无示数，接在开关两端时有示数，则电路的故障是（选填“A”、“B”或“C”）；A．开关断路B．滑动变阻器断路C．定值电阻断路（3）图乙是改正故障后根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像，由图像可知R两端的电压为V；当R的电阻由更换为时，闭合开关后，应该将滑动变阻器的滑片P向端（选填“左”或“右”）滑动；要完成该实验滑动变阻器的最大阻值至少是Ω；由图像得到实验结论为：当一定时，导体中的电流与导体的电阻成；（4）同组的珊珊同学用未知电阻替换电阻R，移动变阻器的滑片P至某一位置，此时电压表示数为，如图丙所示电流表示数为A，该电阻的阻值为。【答案】（1）（2）A（3）2左50电压反比（4）0.35【解析】（1）[1]滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，滑片P向右移动时电路中电流变大，说明接入电路中的电阻变小，即右下方接线柱必须接入电路中，定值电阻与滑动变阻器串联连接，实物电路图如图所示：（2）[2]正确连接并规范操作后，闭合开关，两电表均无示数，说明电路断路。将电压表接在滑动变阻器两端时无示数，说明滑动变阻器之外断路，接在开关两端时有示数，说明电压表与电源之间是通路，故电路故障开关断路。故选A。（3）[3]由图象可知，当R=5Ω时，电路中的电流I=0.4A，定值电阻两端的电压[4]当R的电阻由5Ω更换为10Ω时，电阻变大，分压增多，电压表示数增大，根据控制变量法可知在探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向左端移动，使电压表的示数为2V。[5]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当定值电阻的阻值为25Ω时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流此时滑动变阻器接入电路中的阻值​​即滑动变阻器的阻值至少为50Ω；[6][7]如图丙的图像所示，导体两端电压一定时，此时导体中的电流与导体的电阻的乘积是一个定值，故当导体两端电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比。（4）[8]由丙图可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A。[9]未知电阻的阻值2．（2024·辽宁）某小组猜想电流与电压和电阻有关，现要探究电流与电压的关系。（1）为探究电流与电压的关系，实验中应控制不变；（2）该小组连接的部分电路如图所示，请用笔画线代替导线将电路补充完整（导线不能交叉）；（3）正确连接电路后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调到最端；（4）试触时发现电压表和电流表的指针均不偏转。为查找故障，闭合开关，保持导线ab的a端不动，将b端依次接到A、B和C接线柱，电压表的指针均偏转，电流表指针均不偏转。若电路中只有一处故障，则发生的故障是；（5）排除故障后，闭合开关，通过移动的位置改变电阻两端的电压，测量电阻两端的电压U和对应的电流I，记录的实验数据如下表所示；数据序号12345电压U/V1.601.902.202.502.80电流I/A0.160.190.220.250.28分析表格中的数据，发现电压与其对应电流的比值，从而得出结论：。【答案】（1）电阻（2）（3）右（4）滑动变阻器断路（5）滑动变阻器滑片不变电阻一定时，电流与电压成正比【解析】（1）[1]探究电流与电压的关系时，根据控制变量法，需要控制电阻不变。（2）[2]探究电流与电压的关系的实验，定值电阻与滑动变阻器要串联，电压表测定值电阻两端的电压，所以连接如下图所示：（3）[3]正确连接电路后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片要移到阻值最大的位置，由图可知，滑动变阻器的滑片要移动最右端。（4）[4]闭合开关，保持导线ab的a端不动，将b端依次接到A，电压表有示数；接到B，电压表有示数；接到C接线柱，电压表有示数，据此可知开关、电流表是完好的；但是电流表都没有示数，说明电路为断路，则故障可能为滑动变阻器断路。（5）[5][6][7]闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，改变定值电阻两端的电压，测出多组数据；根据表格数据可知，发现电压与其对应电流的比值为即电压与电流的比值不变；故可得出结论为：当电阻一定时，电流与电压成正比。3．（2024·黑龙江哈尔滨）小洋设计实验探究“电功率跟电流、电压的关系”。（1）他设计图甲所示电路图探究“电功率与电流的关系”，实验中选择L1和L2两只灯泡并联的目的是：；（2）他想用图乙器材“探究电功率与电压的关系”。①请你用笔画线代替导线完成图乙实物电路的连接；②连好电路，闭合开关，发现L1不亮、L2亮、电压表无示数，则故障原因可能是；（3）前面实验中用灯泡亮暗反映电功率大小，用到了转换法。请你仿照方案一，再设计一个比较电功率大小的方案二（填写①②③④处的内容）。方案一方案二项目内容项目内容能量转化电能转化为内能和光能能量转化①器材两个阻值不同发光原理相同的小灯泡替代灯泡的器材（或器材组合）②现象灯泡的亮暗不同现象③判断方法灯泡亮的比暗的功率大判断方法④【答案】（1）保持电压不变（2）灯泡L1短路（3）见解析见解析见解析见解析【解析】（1）[1]探究“电功率与电流的关系”，保持电压不变，改变电流，实验中选择L1和L2两只灯泡并联是为了保持两个灯泡两端的电压不变。（2）①[2]探究电功率与电压的关系，保持电流不变，改变电压，两个灯泡串联，如图所示：②[3]连好电路，闭合开关，发现L1不亮、L2亮，说明电路是通路，电压表无示数，可能灯泡L1被短路。（3）①[4]设计一个能量转化为电能转化为机械能。②[5]两个不同的电动机、钩码。③[6]相同时间，吊起钩码相同的高度，吊起钩码的质量不同。④[7]电动机吊起钩码质量大的功率大。4．（2024·宁夏）某同学利用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”，电源电压恒为3V；（1）请用笔画线代替导线，将图甲电路补充完整；（2）闭合开关后，观察到电流表有示数，电压表无示数；则故障可能是；（3）排除故障后，继续实验，测量并记录实验数据，根据实验数据画出电流与电阻关系的图像如图乙所示（实验中各电路元件完好）；分析图像可知实验中控制定值电阻两端电压为V不变，并发现Ω的定值电阻实验数据是错误的；去除错误数据，分析剩余数据得出的结论是：当导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成；（4）利用以上实验器材，还可以完成的电学实验是。（写出一个即可）【答案】（1）（2）电阻R短路（3）215反比（4）探究电流与电压的关系【解析】（1）[1]探究“电流与电阻的关系”时，电压表测量电阻两端电压，电压表与电阻并联，由于电压是两节干电池，则电源电压为3V，所以电压表选0~3V量程，如下图所示：（2）[2]闭合开关后，观察到电流表有示数，则电路是通路，电压表无示数，则故障可能是电阻被短路。（3）[3]由乙图可知，当电阻为5Ω时，通过电阻的电流为0.4A；当电阻为10Ω时，通过电阻的电流为0.2A；当电阻为20Ω时，通过电阻的电流为0.1A；则有U=0.4A×5Ω=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=2V所以控制定值电阻两端电压为2V不变。[4]由乙图可知，当电阻为15Ω时，通过电阻的电流为0.16A，则电阻两端电压U1=I1R1=0.16A×15Ω=2.4V由于没有控制15Ω电阻两端电压为2V，所以15Ω的定值电阻实验数据是错误的。[5]由乙图可知，通过定值电阻的电流随电阻的增大而减小，且通过电阻的电流与电阻的乘积保持不变，所以当导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。（4）[6]由于可以调节电路中的滑动变阻器的滑片位置，改变定值电阻两端电压，同时控制电阻阻值不变，所以还可以完成的电学实验是探究电流与电压的关系。5．（2024·青海）为测量小灯泡正常发光时的电阻，“飞天”兴趣小组利用图甲所示的实验器材进行了如下实验（小灯泡额定电压为2.5V）：（1）用笔画线代替导线将图甲的实验电路连接完整；（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片应滑到端（选填“A”或“B”）；闭合开关后发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，电路中出现的故障可能是小灯泡（选填“短路”或“断路”）；（3）排除故障后，闭合开关，移动滑片，测量得出了如下数据：实验次数电压U/V电流I/A电阻R/Ω11.00.205.0021.50.246.2532.00.267.7042.553.00.3010.00当电压表示数为2.5V时，电流示数如图乙所示，示数是A，此时小灯泡的电阻值为Ω（结果保留两位小数）；（4）根据实验数据绘制了如图丙所示小灯泡的I-U图像，结合数据和图像分析小灯泡的电阻值发生变化的原因：。【答案】（1）（2）B断路（3）0.288.93（4）灯泡的电阻随温度升高而变大【解析】（1）[1]电流表应与灯泡串联，由乙图可知选用小量程，作图如下：（2）[2]闭合开关前，滑动变阻器滑片应滑到阻值最大处，即B端。[3]闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数则说明可能是电路断路，但电压表有示数，则说明电压表两端与电源相通，则可能是小灯泡断路。（3）[4][5]当电压表示数为2.5V时，电流示数如图乙所示，选用小量程，分度值为0.02A，示数是0.28A，则此时小灯泡的电阻值为（4）[6]灯泡的电阻随温度升高而变大，是变化的。6．（2024·四川广元）“天和”学习小组在实验室探究一个热敏电阻阻值随温度变化的关系，设计了如图甲所示的电路图，电源两端电压恒为12V，是定值电阻，R是热敏电阻，电流表的量程是0~0.6A，电压表的量程是0~15V。（1）同学们按电路图连接实物后，闭合开关，发现电压表示数接近电源电压，电流表无示数，则故障可能是热敏电阻R处发生（选填“短路”或“断路”）；（2）排除故障后，闭合开关S，他们测量了该热敏电阻不同温度下的电阻值，并绘制成如图乙所示的图像。由图像可知，热敏电阻的阻值R随温度t增大而；（选填“增大”“不变”或“减小”）（3）某次测量中，电压表示数如图丙所示，电流表示数为0.2A，则此时热敏电阻R的温度为℃；（4）探究过程中，热敏电阻的温度变化范围为0~100℃，则电压表示数的变化范围为。【答案】（1）断路（2）减小（3）20（4）6V∼11V【解析】（1）[1]在电路连接正确的情况下，闭合开关后，如果电压表示数接近电源电压，而电流表无示数，这通常意味着电路中存在断路。由于电压表测量的是热敏电阻R两端的电压，且示数接近电源电压，因此可以判断断路发生在热敏电阻R处，即热敏电阻R处发生断路。（2）[2]观察图乙所示的图像，我们可以看到随着温度的升高，热敏电阻的阻值在逐渐减小。因此，我们可以得出结论：热敏电阻的阻值R随温度t的增大而减小。（3）[3]在图丙中，电压表的示数为10V，电流表的示数为0.2A。由于热敏电阻R与定值电阻R0​是串联的，根据串联电路的电压分配原则，我们可以得到定值电阻R0两端的电压为U0=U−UR=12V−10V=2V然后，我们可以利用欧姆定律求出定值电阻R0​的阻值接着，我们可以求出此时热敏电阻R的阻值最后，我们根据图乙所示的图像，可以找出对应阻值为50Ω时的温度为20℃。（4）[4]当热敏电阻的温度为0℃时，为110Ω。此时，电路中的电流最小，定值电阻分担的电压最小，电压表的示数最大。根据欧姆定律和串联电路的电压分配原则，我们可以求出此时电压表的示数当热敏电阻的温度为100℃时，为10Ω。此时，电路中的电流最大，电流最大为0.6A，未超过电流表量程，此时电压表的示数为所以，电压表示数的变化范围为6V∼11V。7．（2024·江苏常州）小组同学探究“欧姆定律”．（一）小明探究“电流与电压的关系”．实验器材为：3节干电池（每节电池的电压恒为1.5V）、开关S、定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、导线。（1）请在图甲中以笔画线代替导线完成电路连接，要求：电流表、电压表均使用大量程（测量时再选择合适的量程），电压表测量的电压；（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移至端；（3）闭合开关S，发现电流表无示数、电压表有示数，则电路故障可能是；A．处发生短路

B．处发生断路C．处发生短路

D．处发生断路（4）排除电路故障，移动滑动变阻器的滑片P，测得多组数据．进行实验④时，电压表、电流表的示数如图乙所示，请将数据记录在表格内；实验序号①②③④1.02.03.0I/A0.20.40.6（5）分析实验数据，可得探究结论：；（二）小华利用如图甲所示的电路，附加数个阻值不同的定值电阻，探究“电流与电阻的关系”，测得实验数据如表格所示；实验序号①②③④R/Ω5101520I/A0.60.30.20.15（6）小华完成实验①后，进行实验②，具体操作为：首先，断开开关S，将定值电阻由5Ω换