專項(xiàng)三電路故障分析1．（2024·甘肅定西）在“探究電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，小明使用阻值為的定值電阻各一個(gè)，電壓為的電源等器材進(jìn)行探究。（1）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將甲圖電路連接完整（要求：滑片P向右移動(dòng)時(shí)電路中電流變大）；（2）正確連接并規(guī)范操作后，閉合開關(guān)，兩電表均無示數(shù)。為了檢查電路故障，小華將電壓表接在滑動(dòng)變阻器兩端時(shí)無示數(shù)，接在開關(guān)兩端時(shí)有示數(shù)，則電路的故障是（選填“A”、“B”或“C”）；A．開關(guān)斷路B．滑動(dòng)變阻器斷路C．定值電阻斷路（3）圖乙是改正故障后根據(jù)測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制的電流I隨電阻R變化的圖像，由圖像可知R兩端的電壓為V；當(dāng)R的電阻由更換為時(shí)，閉合開關(guān)后，應(yīng)該將滑動(dòng)變阻器的滑片P向端（選填“左”或“右”）滑動(dòng)；要完成該實(shí)驗(yàn)滑動(dòng)變阻器的最大阻值至少是Ω；由圖像得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論為：當(dāng)一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成；（4）同組的珊珊同學(xué)用未知電阻替換電阻R，移動(dòng)變阻器的滑片P至某一位置，此時(shí)電壓表示數(shù)為，如圖丙所示電流表示數(shù)為A，該電阻的阻值為。【答案】（1）（2）A（3）2左50電壓反比（4）0.35【解析】（1）[1]滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，滑片P向右移動(dòng)時(shí)電路中電流變大，說明接入電路中的電阻變小，即右下方接線柱必須接入電路中，定值電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)連接，實(shí)物電路圖如圖所示：（2）[2]正確連接并規(guī)范操作后，閉合開關(guān)，兩電表均無示數(shù)，說明電路斷路。將電壓表接在滑動(dòng)變阻器兩端時(shí)無示數(shù)，說明滑動(dòng)變阻器之外斷路，接在開關(guān)兩端時(shí)有示數(shù)，說明電壓表與電源之間是通路，故電路故障開關(guān)斷路。故選A。（3）[3]由圖象可知，當(dāng)R=5Ω時(shí)，電路中的電流I=0.4A，定值電阻兩端的電壓[4]當(dāng)R的電阻由5Ω更換為10Ω時(shí)，電阻變大，分壓增多，電壓表示數(shù)增大，根據(jù)控制變量法可知在探究電流與電阻的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制電壓不變，即應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器分得的電壓，由分壓原理，應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應(yīng)向左端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2V。[5]因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓當(dāng)定值電阻的阻值為25Ω時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，此時(shí)電路中的電流此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值??即滑動(dòng)變阻器的阻值至少為50Ω；[6][7]如圖丙的圖像所示，導(dǎo)體兩端電壓一定時(shí)，此時(shí)導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻的乘積是一個(gè)定值，故當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。（4）[8]由丙圖可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.3A。[9]未知電阻的阻值2．（2024·遼寧）某小組猜想電流與電壓和電阻有關(guān)，現(xiàn)要探究電流與電壓的關(guān)系。（1）為探究電流與電壓的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制不變；（2）該小組連接的部分電路如圖所示，請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將電路補(bǔ)充完整（導(dǎo)線不能交叉）；（3）正確連接電路后，閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)調(diào)到最端；（4）試觸時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表的指針均不偏轉(zhuǎn)。為查找故障，閉合開關(guān)，保持導(dǎo)線ab的a端不動(dòng)，將b端依次接到A、B和C接線柱，電壓表的指針均偏轉(zhuǎn)，電流表指針均不偏轉(zhuǎn)。若電路中只有一處故障，則發(fā)生的故障是；（5）排除故障后，閉合開關(guān)，通過移動(dòng)的位置改變電阻兩端的電壓，測量電阻兩端的電壓U和對(duì)應(yīng)的電流I，記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示；數(shù)據(jù)序號(hào)12345電壓U/V1.601.902.202.502.80電流I/A0.160.190.220.250.28分析表格中的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)電壓與其對(duì)應(yīng)電流的比值，從而得出結(jié)論：。【答案】（1）電阻（2）（3）右（4）滑動(dòng)變阻器斷路（5）滑動(dòng)變阻器滑片不變電阻一定時(shí)，電流與電壓成正比【解析】（1）[1]探究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，根據(jù)控制變量法，需要控制電阻不變。（2）[2]探究電流與電壓的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，定值電阻與滑動(dòng)變阻器要串聯(lián)，電壓表測定值電阻兩端的電壓，所以連接如下圖所示：（3）[3]正確連接電路后，閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片要移到阻值最大的位置，由圖可知，滑動(dòng)變阻器的滑片要移動(dòng)最右端。（4）[4]閉合開關(guān)，保持導(dǎo)線ab的a端不動(dòng)，將b端依次接到A，電壓表有示數(shù)；接到B，電壓表有示數(shù)；接到C接線柱，電壓表有示數(shù)，據(jù)此可知開關(guān)、電流表是完好的；但是電流表都沒有示數(shù)，說明電路為斷路，則故障可能為滑動(dòng)變阻器斷路。（5）[5][6][7]閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，改變定值電阻兩端的電壓，測出多組數(shù)據(jù)；根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，發(fā)現(xiàn)電壓與其對(duì)應(yīng)電流的比值為即電壓與電流的比值不變；故可得出結(jié)論為：當(dāng)電阻一定時(shí)，電流與電壓成正比。3．（2024·黑龍江哈爾濱）小洋設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究“電功率跟電流、電壓的關(guān)系”。（1）他設(shè)計(jì)圖甲所示電路圖探究“電功率與電流的關(guān)系”，實(shí)驗(yàn)中選擇L1和L2兩只燈泡并聯(lián)的目的是：；（2）他想用圖乙器材“探究電功率與電壓的關(guān)系”。①請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線完成圖乙實(shí)物電路的連接；②連好電路，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)L1不亮、L2亮、電壓表無示數(shù)，則故障原因可能是；（3）前面實(shí)驗(yàn)中用燈泡亮暗反映電功率大小，用到了轉(zhuǎn)換法。請(qǐng)你仿照方案一，再設(shè)計(jì)一個(gè)比較電功率大小的方案二（填寫①②③④處的內(nèi)容）。方案一方案二項(xiàng)目內(nèi)容項(xiàng)目內(nèi)容能量轉(zhuǎn)化電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能能量轉(zhuǎn)化①器材兩個(gè)阻值不同發(fā)光原理相同的小燈泡替代燈泡的器材（或器材組合）②現(xiàn)象燈泡的亮暗不同現(xiàn)象③判斷方法燈泡亮的比暗的功率大判斷方法④【答案】（1）保持電壓不變（2）燈泡L1短路（3）見解析見解析見解析見解析【解析】（1）[1]探究“電功率與電流的關(guān)系”，保持電壓不變，改變電流，實(shí)驗(yàn)中選擇L1和L2兩只燈泡并聯(lián)是為了保持兩個(gè)燈泡兩端的電壓不變。（2）①[2]探究電功率與電壓的關(guān)系，保持電流不變，改變電壓，兩個(gè)燈泡串聯(lián)，如圖所示：②[3]連好電路，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)L1不亮、L2亮，說明電路是通路，電壓表無示數(shù)，可能燈泡L1被短路。（3）①[4]設(shè)計(jì)一個(gè)能量轉(zhuǎn)化為電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。②[5]兩個(gè)不同的電動(dòng)機(jī)、鉤碼。③[6]相同時(shí)間，吊起鉤碼相同的高度，吊起鉤碼的質(zhì)量不同。④[7]電動(dòng)機(jī)吊起鉤碼質(zhì)量大的功率大。4．（2024·寧夏）某同學(xué)利用如圖甲所示的電路探究“電流與電阻的關(guān)系”，電源電壓恒為3V；（1）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲電路補(bǔ)充完整；（2）閉合開關(guān)后，觀察到電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)；則故障可能是；（3）排除故障后，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，測量并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出電流與電阻關(guān)系的圖像如圖乙所示（實(shí)驗(yàn)中各電路元件完好）；分析圖像可知實(shí)驗(yàn)中控制定值電阻兩端電壓為V不變，并發(fā)現(xiàn)Ω的定值電阻實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的；去除錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，分析剩余數(shù)據(jù)得出的結(jié)論是：當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成；（4）利用以上實(shí)驗(yàn)器材，還可以完成的電學(xué)實(shí)驗(yàn)是。（寫出一個(gè)即可）【答案】（1）（2）電阻R短路（3）215反比（4）探究電流與電壓的關(guān)系【解析】（1）[1]探究“電流與電阻的關(guān)系”時(shí)，電壓表測量電阻兩端電壓，電壓表與電阻并聯(lián)，由于電壓是兩節(jié)干電池，則電源電壓為3V，所以電壓表選0~3V量程，如下圖所示：（2）[2]閉合開關(guān)后，觀察到電流表有示數(shù)，則電路是通路，電壓表無示數(shù)，則故障可能是電阻被短路。（3）[3]由乙圖可知，當(dāng)電阻為5Ω時(shí)，通過電阻的電流為0.4A；當(dāng)電阻為10Ω時(shí)，通過電阻的電流為0.2A；當(dāng)電阻為20Ω時(shí)，通過電阻的電流為0.1A；則有U=0.4A×5Ω=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=2V所以控制定值電阻兩端電壓為2V不變。[4]由乙圖可知，當(dāng)電阻為15Ω時(shí)，通過電阻的電流為0.16A，則電阻兩端電壓U1=I1R1=0.16A×15Ω=2.4V由于沒有控制15Ω電阻兩端電壓為2V，所以15Ω的定值電阻實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的。[5]由乙圖可知，通過定值電阻的電流隨電阻的增大而減小，且通過電阻的電流與電阻的乘積保持不變，所以當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。（4）[6]由于可以調(diào)節(jié)電路中的滑動(dòng)變阻器的滑片位置，改變定值電阻兩端電壓，同時(shí)控制電阻阻值不變，所以還可以完成的電學(xué)實(shí)驗(yàn)是探究電流與電壓的關(guān)系。5．（2024·青海）為測量小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻，“飛天”興趣小組利用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)（小燈泡額定電壓為2.5V）：（1）用筆畫線代替導(dǎo)線將圖甲的實(shí)驗(yàn)電路連接完整；（2）閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)滑到端（選填“A”或“B”）；閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)，電路中出現(xiàn)的故障可能是小燈泡（選填“短路”或“斷路”）；（3）排除故障后，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片，測量得出了如下數(shù)據(jù)：實(shí)驗(yàn)次數(shù)電壓U/V電流I/A電阻R/Ω11.00.205.0021.50.246.2532.00.267.7042.553.00.3010.00當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)，電流示數(shù)如圖乙所示，示數(shù)是A，此時(shí)小燈泡的電阻值為Ω（結(jié)果保留兩位小數(shù)）；（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了如圖丙所示小燈泡的I-U圖像，結(jié)合數(shù)據(jù)和圖像分析小燈泡的電阻值發(fā)生變化的原因：。【答案】（1）（2）B斷路（3）0.288.93（4）燈泡的電阻隨溫度升高而變大【解析】（1）[1]電流表應(yīng)與燈泡串聯(lián)，由乙圖可知選用小量程，作圖如下：（2）[2]閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)滑到阻值最大處，即B端。[3]閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表無示數(shù)則說明可能是電路斷路，但電壓表有示數(shù)，則說明電壓表兩端與電源相通，則可能是小燈泡斷路。（3）[4][5]當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)，電流示數(shù)如圖乙所示，選用小量程，分度值為0.02A，示數(shù)是0.28A，則此時(shí)小燈泡的電阻值為（4）[6]燈泡的電阻隨溫度升高而變大，是變化的。6．（2024·四川廣元）“天和”學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室探究一個(gè)熱敏電阻阻值隨溫度變化的關(guān)系，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖，電源兩端電壓恒為12V，是定值電阻，R是熱敏電阻，電流表的量程是0~0.6A，電壓表的量程是0~15V。（1）同學(xué)們按電路圖連接實(shí)物后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)接近電源電壓，電流表無示數(shù)，則故障可能是熱敏電阻R處發(fā)生（選填“短路”或“斷路”）；（2）排除故障后，閉合開關(guān)S，他們測量了該熱敏電阻不同溫度下的電阻值，并繪制成如圖乙所示的圖像。由圖像可知，熱敏電阻的阻值R隨溫度t增大而；（選填“增大”“不變”或“減小”）（3）某次測量中，電壓表示數(shù)如圖丙所示，電流表示數(shù)為0.2A，則此時(shí)熱敏電阻R的溫度為℃；（4）探究過程中，熱敏電阻的溫度變化范圍為0~100℃，則電壓表示數(shù)的變化范圍為。【答案】（1）斷路（2）減小（3）20（4）6V～11V【解析】（1）[1]在電路連接正確的情況下，閉合開關(guān)后，如果電壓表示數(shù)接近電源電壓，而電流表無示數(shù)，這通常意味著電路中存在斷路。由于電壓表測量的是熱敏電阻R兩端的電壓，且示數(shù)接近電源電壓，因此可以判斷斷路發(fā)生在熱敏電阻R處，即熱敏電阻R處發(fā)生斷路。（2）[2]觀察圖乙所示的圖像，我們可以看到隨著溫度的升高，熱敏電阻的阻值在逐漸減小。因此，我們可以得出結(jié)論：熱敏電阻的阻值R隨溫度t的增大而減小。（3）[3]在圖丙中，電壓表的示數(shù)為10V，電流表的示數(shù)為0.2A。由于熱敏電阻R與定值電阻R0?是串聯(lián)的，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓分配原則，我們可以得到定值電阻R0兩端的電壓為U0=U?UR=12V?10V=2V然后，我們可以利用歐姆定律求出定值電阻R0?的阻值接著，我們可以求出此時(shí)熱敏電阻R的阻值最后，我們根據(jù)圖乙所示的圖像，可以找出對(duì)應(yīng)阻值為50Ω時(shí)的溫度為20℃。（4）[4]當(dāng)熱敏電阻的溫度為0℃時(shí)，為110Ω。此時(shí)，電路中的電流最小，定值電阻分擔(dān)的電壓最小，電壓表的示數(shù)最大。根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的電壓分配原則，我們可以求出此時(shí)電壓表的示數(shù)當(dāng)熱敏電阻的溫度為100℃時(shí)，為10Ω。此時(shí)，電路中的電流最大，電流最大為0.6A，未超過電流表量程，此時(shí)電壓表的示數(shù)為所以，電壓表示數(shù)的變化范圍為6V～11V。7．（2024·江蘇常州）小組同學(xué)探究“歐姆定律”．（一）小明探究“電流與電壓的關(guān)系”．實(shí)驗(yàn)器材為：3節(jié)干電池（每節(jié)電池的電壓恒為1.5V）、開關(guān)S、定值電阻、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線。（1）請(qǐng)?jiān)趫D甲中以筆畫線代替導(dǎo)線完成電路連接，要求：電流表、電壓表均使用大量程（測量時(shí)再選擇合適的量程），電壓表測量的電壓；（2）閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P移至端；（3）閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)、電壓表有示數(shù)，則電路故障可能是；A．處發(fā)生短路

B．處發(fā)生斷路C．處發(fā)生短路

D．處發(fā)生斷路（4）排除電路故障，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，測得多組數(shù)據(jù)．進(jìn)行實(shí)驗(yàn)④時(shí)，電壓表、電流表的示數(shù)如圖乙所示，請(qǐng)將數(shù)據(jù)記錄在表格內(nèi)；實(shí)驗(yàn)序號(hào)①②③④1.02.03.0I/A0.20.40.6（5）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得探究結(jié)論：；（二）小華利用如圖甲所示的電路，附加數(shù)個(gè)阻值不同的定值電阻，探究“電流與電阻的關(guān)系”，測得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表格所示；實(shí)驗(yàn)序號(hào)①②③④R/Ω5101520I/A0.60.30.20.15（6）小華完成實(shí)驗(yàn)①后，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)②，具體操作為：首先，斷開開關(guān)S，將定值電阻由5Ω換