专题21 电路故障和动态电路分析-5年（2019-2023）中考1年模拟物理分项汇编（安徽专用）

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3．（2023·安徽·统考中考真题）老师给小龙一个密封盒，其表面可见两个开关S1、S2和两盏灯L1、L2。为了探究开关和灯在密封盒内是如何连接的，小龙进行了如下操作：先闭合S1，只有灯L1发光；又闭合S2，两灯都发光：再断开S1，两灯都熄灭。符合上述实验结果的连接方式为（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】A．由图可知，先闭合S1时，只有灯L1发光；又闭合S2，两灯都发光：再断开S1，灯L2发光，故A不符合题意；
B．由图可知，先闭合S1时，只有灯L1发光；又闭合S2，两灯都发光：再断开S1，两灯都不发光，故B符合题意；
C．由图可知，先闭合S1时，两灯不发光；故C不符合题意。
D．由图可知，先闭合S1时，两灯都发光；故D不符合题意。
故选B。
2．（2020·安徽·统考中考真题）在图示电路中，电源电压保持不变。闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P自左向右滑动，则
A．电流表A的示数减小
B．电压表V2的示数减小
C．电压表V1与电流表A的示数比值减小
D．电压表V2与电流表A的示数比值减小
【答案】C
【解析】A．如图所示，闭合开关S后，电路中两个电阻R1、R2是串联，当滑动变阻器的滑片P自左向右滑动时，电阻R1变小，由欧姆定律可知，电路中电流变大，故错误；
B．电压表V2测量的是R2两端电压，由 可得
电流变大，电阻R2不变，因此电压表V2的示数变大，故错误；
C．电压表V1测量的是R1两端电压，滑动变阻器的滑片P自左向右滑动时，电阻R1变小，而电压表V1与电流表A的示数比值就是R1的电阻，故正确；
D．电阻R2不变，因此电压表V2与电流表A的示数比值不变，故错误。
故选C。
3．（2019·安徽·中考真题）如图所示的电路中，电源电压保持不变,R为定值电阻．闭合开关，向左移动滑片P,则
A．电压表的示数变大,电流表的示数变大
B．电压表的示数变大,电流表的示数变小
C．电压表的示数不变,电流表的示数变大
D．电压表的示数变小,电流表的示数变大
【答案】A
【解析】由电路图可知，滑动变阻器与定值电阻串联，闭合开关后，滑片向左滑动时，接入的阻值变小，则电路中总电阻变小，由可知，在电源电压不变时，电路中的电流变大，电流表实示数变大；R为定值电阻，由可知其两端电压变大，故电压表示数变大；故A正确，BCD错误。
故选A。
4．（2019·安徽·中考真题）图示为“研究小灯泡灯丝的阻值变化特点的电路图．实验所选用的器材均能符合实验要求，其中部分器材的规格如下：小灯泡（额定电压3.8V，额定电流0.32A），电压表（量程3V，内阻3000Ω），电流表（量程500mA，内阻0.5Ω），定值电阻R0（限值1000Ω），按电路图连接好电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片至某一位置时，发现电压表的示数为2.7V ，电流表的示数为315mA。求此时
（1）小灯泡两端的电压；
（2）通过小灯泡的电流；
（3）小灯泡灯丝的阻值。
【答案】（1）3.6V （2）314.1mA （3）11.461Ω
【解析】由图可知：这是一个混联电路，电压表和定值电阻R0串联后，分别和小灯泡L以及滑动变阻器R的右半部分并联后又与滑动变阻器R的左半部分串联；电流表是测小灯泡L所在支路和电压表及定值电阻R0所在支路两条支路的总电流。
（1）电压表和定值电阻R0串联，，电压表的示数为2.7V，所以定值电阻R0的电流
则定值电阻R0的电压
根据并联电路的电压特点，所以小灯泡两端的电压为3.6V；
（2）电流表的示数为315mA，定值电阻R0的电流为0.0009A=0.9mA，根据并联电路的电流特点，所以通过小灯泡的电流
（3）小灯泡灯丝的阻值
1．（2023·安徽·校联考三模）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。
2．（2023·安徽合肥·统考模拟预测）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，发现电路中只有一个电表的示数变大，故障发生在电阻R1、R2上，其他元件仍保持完好。若电路中只有一处故障，对于此电路故障的判断，下列说法中正确的是（ ）
A．可能电阻R1断路B．可能电阻R1短路
C．可能定值电阻R2短路D．一定是定值电阻R2断路
【答案】C
【解析】由电路图可知，闭合开关S后，R1与R2串联接入电路，电流表测电路中电流，电压表测R2两端电压。
A．若是电阻R1断路，则此时电路处于断路状态，电路中电流为零，即电流表示数变为零，电压表未接入电路，示数也变为零，故A错误；
B．若是电阻R1短路，则此时电路中只有R2接入电路，电路电阻变小，故由欧姆定律可知，电路中电流变大，即电流表示数变大，此时R2两端电压等于电源电压，则电压表示数也变大，故B错误；
C．若是定值电阻R2短路，此时电压表示数为零，只有R1接入电路，由欧姆定律可知，电路中电流变大，即电流表示数变大，故C正确；
D．由C中可知，定值电阻R2短路也符合题意，故D错误。
故选C。
3．（2023·安徽·校联考三模）如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片向右缓慢移动，下列分析判断正确的是（ ）
A．电流表A1和电流表A2示数均不变
B．电压表与电流表A1的示数乘积变大
C．电流表A1示数不变，电流表A2示数减小
D．电压表与电流表A2的示数之比保持不变
【答案】D
【解析】AC．由图可知，电阻R1和变阻器R2并联，电流表A1测量干路中的电流，电流表A2测量通过R1的电流，将滑动变阻器的滑片向右缓慢移动，变阻器连入电路的电阻变大，由可知通过变阻器的电流变小，由并联电路的特点可知通过R1的电流不变，即电流表A2的示数不变，由并联电路电流的特点可知干路中的电流变小，即电流表A1的示数变小，故AC错误；
B．电压表测量电源电压，将滑动变阻器的滑片向右缓慢移动，电压表的示数不变，电流表A1的示数变小，电压表与电流表A1的示数乘积变小，故B错误；
D．将滑动变阻器的滑片向右缓慢移动，电压表的示数不变，电流表A2的示数不变，电压表与电流表A2的示数之比保持不变，故D正确。
故选D。
4．（2023·安徽黄山·统考一模）如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S后，将滑片P自右向左滑动，则（ ）
A．电流表A的示数变小
B．电压表V1的示数变小
C．电压表V2与电流表A的示数比值变小
D．电路中的总功率变小
【答案】C
【解析】A．灯泡和滑动变阻器串联，电压表V1测量灯泡两端的电压，电压表V2测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流，当滑片从右向左滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，总电阻变小，电源电压不变，则电路中的电流变大，电流表A的示数变大，故A不符合题意；
B．电路中的电流变大，根据可知，灯泡电阻不变，则电压表V1的示数变大，故B不符合题意；
C．电压表V2与电流表A的示数比值等于滑动变阻器接入电路的电阻，滑动变阻器接入电路的电阻变小，则电压表V2与电流表A的示数比值变小，故C符合题意；
D．根据可知，电源电压不变，电流变大，则电路中的总功率变大，故D不符合题意。
故选C。
5．（2023·安徽合肥·统考模拟预测）如图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片从右端向左移动的过程中、下列说法正确的是（ ）
A．电流表A1示数不变，电流表A2示数变大
B．电流表A1示数变小，电压表V示数不变
C．电压表V示数与电流表A2示数的比值变大
D．电流表A2示数变大，电压表V示数不变，灯泡变亮
【答案】A
【解析】由图可得，滑动变阻器与灯泡并联，电流表A1测灯泡所在支路电流，电流表A2测干路电流，电压表测电源电压，并联电路中各用电器工作互不影响。当滑动变阻器的滑片从右端向左移动的过程中，灯泡的亮度不变，电流表A1示数不变；电源电压不变，故电压表V示数不变；滑动变阻器电阻变小，电压不变，由欧姆定律可得，通过滑动变阻器的电流变大，由并联电路电流规律可得，干路电流也变大，即电流表A2示数变大，电压表V示数与电流表A2示数的比值变小，故A正确，BCD错误。
故选A。
6．（2023·安徽·校联考模拟预测）如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器滑片P向左移动时，下列判断正确的是（ ）
A．电流表A1示数变大，电压表V示数变小
B．电流表A2示数变小，电压表V示数变大
C．电压表V示数与电流表A1示数比值变大
D．电压表V示数与电流表A2示数比值变小
【答案】D
【解析】由电路图可知，R1与R2并联，电流表A1测R1支路的电流，电流表A2测干路电流，电压表测电源两端的电压；
AB．电源电压保持不变，电压表测电源两端的电压，所以滑动变阻器的滑片移动时电压表V的示数不变，故AB错误；
C．电流表A1测R1支路的电流，电压表V示数与电流表A1示数比值为R1，移动滑动变阻器的滑片，并不改变另一条支路的电阻，故C错误；
D．当滑动变阻器的滑片P向左移动时，R2变小，由可得，通过R2的电流变大；R1与R2并联，通过R1的电流不变，即电流表A1示数不变，所以干路电流变大，即电流表A2的示数变大；电压表V示数不变，电流表A2示数变大，所以电压表V示数与电流表A2示数比值变小。故D正确。
故选D。
7．（2023·安徽合肥·统考模拟预测）如图为一款握力计的电路示意图，金属板M固定不动，金属板N可带动滑片P移动，与R构成滑动变阻器，弹簧的电阻不计，电源电压保持不变；当握力F减小时（弹簧一直处于压缩状态），下列说法正确的是（ ）

A．灯泡的亮度变暗B．电流表的示数变小
C．电压表的示数变大D．电路消耗的电功率变大
【答案】D
【解析】根据电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量串联电路中的电流；
ABC．当握力F减小时，滑片P向右移动，滑动变阻器接入电路的阻值变小，总阻值变小，根据欧姆定律
可知，电路中的电流变大，电流表的示数变大，灯泡的亮度变亮，灯泡两端的电压变大，由串联电路电压的规律知滑动变阻器两端的电压变小，故ABC错误；
D．由于电路中的电流变大，电源电压不变，根据
可知，电路消耗的功率变大，故D正确。
故选D。
8．（2023·安徽合肥·统考二模）如下图甲是疫情期间非接触式红外线测温枪，下图乙是它的工作原理图。R0是定值电阻，R是红外线热敏电阻，其阻值随人体温度变化的图象如下图丙。对该电路分析正确的是（ ）
A．体温显示仪是由电流表改装成的
B．体温越高，体温显示仪示数越小
C．将R0更换为阻值更大电阻，测相同温度体温显示仪示数变小
D．被测人体温越高，电路消耗的总电功率越大
【答案】D
【解析】A．由电路图可知，显示仪与R0并联，则显示仪是由电压表改装成的，故A错误；
B．由题意可知，人的体温越高，R的阻值越小，电路的总电阻越小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，由U=IR可知，R0两端的电压变大，即显示仪示数变大，故B错误；
C．测相同温度时，R的阻值不变，将R0更换为阻值更大的电阻后，电路的总电阻变大，由欧姆定律可知，电路中的电流变小，由U=IR可知，R两端的电压UR变小，即显示仪示数
U0=U-UR
由于电源电压U不变，即显示仪示数变大。故C错误；
D．由题意可知，人的体温越高，R的阻值越小，电路的总电阻越小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，根据P=UI可知，电路消耗的总电功率越大，故D正确。
故选D。
9．（2023·安徽芜湖·统考一模）如图所示，电源电压为4.5V，电流表量程为“0~0.6A”，电压表量程为“0~3V”，滑动变阻器规格为“15Ω，1A”，小灯泡L标有“2.5V，0.5A”（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。在保证通过小灯泡L的电流不超过额定电流的情况下，移动滑动变阻器的滑片，下列选项正确的是（ ）
A．通过小灯泡的电流不能超过0.6A
B．电流表的示数变化范围是0.3~0.5A
C．电压表的示数变化范围是0~3V
D．滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4~15Ω
【答案】B
【解析】根据电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量滑动变阻器两端的电压。
A．小灯泡L标有“2.5V 0.5A”，表示灯的额定电压为2.5V，灯泡的额定电流为0.5A，所以通过小灯泡的电流不能超过0.5A，故A错误；
BCD．灯泡正常发光时的电压为2.5V，当灯泡正常发光时，串联电路总电压等于各分电压之和，此时电压表的最小示数
电流表量程为“0~0.6A”，因0.5A<0.6A，故此时电路中的最大电流Imax＝0.5A，此时滑动变阻器接入电路的电阻最小，由可得
灯泡的电阻
电压表示数最大时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的最小电流，电压表的最大示数为3V，灯泡两端的电压为
电路中电流变化的范围是0.3A~0.5A，故电压表的示数范围为2V~3V，此时滑动变阻器的最大阻值
滑动变阻器的范围是4Ω~10Ω，故B正确， CD错误。
故选B。
10．（2023·安徽滁州·校考一模）如图所示的电路中，电源两端电压保持不变。闭合电键S，将滑动变阻器的滑片由中点向左移动时，不变的是（ ）
A．电流表A示数与电流表A1示数的差值
B．电压表V示数与电流表A示数的比值
C．电压表V示数与电流表A示数的乘积
D．电压表V示数与电流表A1示数的乘积
【答案】D
【解析】A.由电路图可知，两电阻并联，电压表V测电源的电压，电流表A1测R2支路的电流，电流表A测干路电流；因为电源的电压保持不变，所以电压表V的示数不变，因为并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以移动滑片时，通过R2的电流不变，即电流表A1的示数不变；将滑动变阻器的滑片由中点向左移动过程中，接入电路中的电阻变大，因为欧姆定律，所以通过滑动变阻器的电流变小，因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以干路电流变小，即电流表A的示数变小，因为电流表A与电流表A1的示数差值等于通过滑动变阻器的电流，所以电流表A与电流表A1的示数差值变小，故A不符合题意；
B.因为电压表V的示数不变，电流表A1的示数不变，电流表A的示数变小，所以电压表V与电流表A的示数之比变大，故B不符合题意；
C.因为电压表V的示数不变，电流表A的示数变小，电压表V示数与电流表A示数的乘积变小，故C不符合题意；
D.因为电压表V的示数不变，电流表A1的示数不变，电压表V示数与电流表A1示数的乘积不变，故D符合题意。
故选D。
11．（2023·安徽·模拟预测）如图甲是一台电子秤的示意图，电源电压保持9V不变，电阻R0＝40Ω，电压表量程是0～3V，压敏电阻R的阻值随压力变化的关系如图乙所示，托盘的质量不计，g取10N/kg，求：
（1）托盘中放20kg的物体时，电压表的示数；
（2）该电子秤最大称量值。
（3）电源的最大电功率。

【答案】（1）2.25 ；（2）30；（3）0.675
【解析】解：（1）由题意知，托盘中放20kg的物体时，根据得，重物重力为
已知托盘的质量不计，可知此时，压敏电阻所受压力等于重物重力，即
由图乙可知，此时压敏电阻阻值为120Ω，由串联电路分压原理可知
代入数据可得
解得
（2）托盘内的物体越重，压敏电阻的阻值越小，电路中的电流越大，电压表的示数越大。所以，当电压表示数为3V时，对应着电子秤的最大称量。当电压表示数为3V时，电路中电流
传感器两端电压
则此时传感器电阻为
由图乙可知，此时压力为300N，由得，故
（3）由题意知，当电子秤最大称量时，其接入电路的阻值最小，即电路电阻最小，根据欧姆定律可知，电路电阻最小时，电流最大，由得
答：（1）托盘中放20kg的物体时，电压表的示数为2.25V。
（2）该电子秤最大称量值为30kg。
（3）电源的最大电功率0.675W。
12．（2023·安徽·校联考三模）如图所示，电源电压恒定不变，滑动变阻器R1的阻值范围是0~20Ω，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片移到A端时，电流表的示数为0.6A；当滑动变阻器的滑片移到B端时，电流表的示数为1.2A。则:
（1）电源电压是多少?
（2）定值电R2的阻值是多少?
（3）分析说明电路在什么状态下消耗的电功率最大?并求出电路消耗的最大电功率。
【答案】（1）12V；（2）20Ω；（3）R1与R2并联时电功率最大，14.4W
【解析】解：（1）当S闭合，P在A端时，只有R1全部接入电路
根据欧姆定律有
（2）当P在B端时，R1与R2并联，此时电流，由可得
根据并联电路中电阻的规律有
解得
（3）根据可知，电压一定时，电阻越小，电功率越大，所以当R1与R2并联时，电路的电功率最大，由可得，电路最大电功率为
答：（1）电源电压是；
（2）定值电R2的阻值是；
（3）当R1与R2并联时，电路的电功率最大，电路消耗的最大电功率。
13．（2023·安徽滁州·校联考二模）如图所示的电路中，电源电压为18V且不变，灯泡L上标有“15V 5W”字样（灯泡电阻不随温度变化），电阻的阻值为，滑动变阻器上标有“45Ω 1A”字样，电压表选用“”量程，电流表选用“”量程。求：
（1）开关S、S1闭合，S2断开，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光时，求小灯泡的电阻、滑动变阻器接入电路的阻值；
（2）开关S、S2闭合，S1断开，当电压表示数为2V时，电阻R1的电功率；
（3）电压表量程改为“0~15V”，要使电路的总功率最小，开关和滑动变阻器应如何调整，并求出最小功率。
【答案】（1）45Ω，9Ω；（2）12.8W；（3）开关S、Sl闭合，S2断开，且R2接入电路中的电阻最大时，电路的总功率最小3.6W
【解析】解：（1）开关、闭合，断开，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光时，灯泡与R2串联，因串联电路中总电压等于各分电压之和，且小灯泡正常发光，所以，滑动变阻器两端的电压
U2=U-UL=18V-15V=3V
因串联电路中各处的电流相等，电路中的电流
小灯泡的电阻、滑动变阻器接入电路的阻值分别为
开关、闭合，断开时，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，当电压表的示数为2V时，R1两端的电压
U1=U-U2′=18V-2V=16V
则电阻R1的电功率
电压表改为“”量程，由
R1可知，当R2的最大阻值与灯泡串联时，电路的总电阻最大，由串联电路的分压特点可知，此时电压表的示数为，电路安全，即当开关、闭合，断开，且R2接入电路中的电阻最大时，电路的总功率最小，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路的最小总功率
答：（1）开关S、Sl闭合，S2断开，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光时，小灯泡的电阻为45Ω，滑动变阻器接入电路的阻值为9Ω；
（2）开关S、S2闭合，Sl断开，当电压表示数为2V时，电阻R1的电功率为12.8W；
（3）电压表改为“0~15V”量程，当开关S、Sl闭合，S2断开，且R2接入电路中的电阻最大时，电路的总功率最小，最小功率为3.6W。
14．（2023·安徽合肥·合肥38中校考二模）图甲所示的电路中，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为60Ω，电源电压保持不变。滑动变阻器品的滑片P从最右端滑到最左端的过程中，得到R2的电功率与通过它的电流的关系，如图乙所示。在此过程中滑动变阻器R2的最大功率为______W。
【答案】2.7
【解析】当滑片P在最左端时，由图乙可知电路中的电流为0.6A，则电源电压可表示为
······①
当滑片在最右端时，由图乙可知电路中的电流为0.2A，则电源电压可表示为
······②
联立两式可解得，。
设当电流为I时，滑动变阻器的电功率最大，此时滑动变阻器的电功率可表示为
解上述的二次函数可知，滑动变阻器的最大电功率为2.7W。
15．（2023·安徽·模拟预测）如图甲所示电路中，R0为定值电阻，R1为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像。则电源电压是_______V。

【答案】12
【解析】由图甲可知，该电路为R1和R0的串联电路，电流表测电路中的电流，电压表测R1两端的电压；由图乙可知当电路中的电流为I1＝0.2A时，R1的电功率为P1＝2W，由P＝UI可知此时R1两端的电压
由欧姆定律和串联电路的电压特点可知电源电压
①
当电路中的电流为I2＝0.4A时，R1的电功率为＝3.2W，由P＝UI可知此时R1两端的电压为
由欧姆定律和串联电路的电压特点可知电源电压
②
联立①②可解得
16．（2023·安徽·模拟预测）小峰同学在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时，设计了如图1所示的电路，电源电压恒定不变，他将滑动变阻器R2的滑片从最右端移到最左端的过程中，根据实验数据绘制了如图2所示的图像，电路的总功率最大值为______W。

【答案】1.8
【解析】由电路图可知，闭合开关，R1、R2串联，电流表测量电路电流，电压表并联在R1两端，测量R1两端电压；当滑动变阻器接入电路的阻值为0，电路为R1的基本电路，电路电流最大，根据图像可知，电路最大电流为0.3A，电源电压为6V；电路的总功率最大值为
17．（2023·安徽宿州·校考模拟预测）如图所示，将螺线管AB接入电路中，在螺线管A端的正上方，用轻质弹簧悬挂着一个条形磁铁，当开关S闭合后，向右移动滑片P，则弹簧的长度将 _____（选填“变长”、“不变”或“变短”）。
【答案】变长