备战2025年中考物理真题分类汇编(全国通用)专项三电路故障分析(第02期)(学生版+解析)

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1．（2024·黑龙江绥化）如图甲是“探究并联电路的电流规律”实验装置。
（1）连接电路时应 开关；
（2）如图甲，电流表测量的是灯泡 的电流，实验中和应该选择规格 （选填“相同”或“不同”）的灯泡；
（3）完成实验后，利用已有器材又找来电压表“探究串联电路的电压规律”，设计了图乙所示电路。闭合开关，发现灯均不亮，电压表示数接近电源电压，故障原因可能是 ；（写出一种即可）
（4）排除故障后，选择合适的器材多次实验并记录数据，如图丙所示，由此可得出串联电路的电压规律： 。（用U、、写表达式即可）
【答案】 断开 不同 灯泡断路（灯丝断了或灯泡接线柱接触不良）
【解析】
（1）[1]连接电路时，为了保护电路，开关应断开。
（2）[2]图甲中，两灯并联在电路中，电流表与灯L1串联在同一支路，测量灯L1电流。
[3]为了避免实验的偶然性，实验中应选择规格不同的灯泡进行实验。
（3）[4]图乙中，两灯串联连接，电压表测灯L1两端的电压，闭合开关，两灯都不亮，可能是电路出现了断路，电压表示数接近电源电压，电压表测量电源电压，则其并联部分断路了，所以故障原因是灯L1断路了。
（4）[5]由表格数据知，每组对应的数据都有：L1两端的电压与L2两端的电压之和等于L1、L2两端总电压，所以有
U=U1+U2
2．（2024·陕西A卷）小明和小华在探究电流与电阻的关系时，实验电路如图-1所示。
（1）请用笔画线代替导线将图-1所示电路补充完整；
（2）正确连接电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于最 （选填“左”或“右”）端。闭合开关，观察到电压表有示数，电流表无示数。已知导线、电表均完好且接触良好，则原因可能是定值电阻R ；
（3）排除故障后，小明换用不同的电阻，控制电压表示数不变进行实验，将实验数据记录在表中，并作出图像，如图-2。小华认为小明所绘图像不合理，其理由是 ；
（4）小明和小华发现，由图像不能确定电流与电阻的定量关系，于是他们进一步分析数据特点，作出了图像，如图-3，分析其特点，可得出：当导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 比；
（5）小明和小华对实验进行了反思：若再换用两个定值电阻，增加两组数据，使数据点分布合理，有利于绘出的图像更好的反映电流与电阻的关系，你建议选用 （选填“、”或“、”）的定值电阻；
（6）小明和小华找到一卷规格为的镍铬合金丝（无绝缘表层），截取了长度为0.4m、0.7m、1.2m、1.8m的四段，对应阻值为、、、。分别将它们绕成螺旋状后，两端缠绕在接线柱上固定，制成了四个简易定值电阻，如图-4所示。在老师的帮助下，他们对制作的电阻进行了测量检验，发现测量值均偏小，且有的偏小值较大，原因可能是 。
【答案】 右 断路 定值电阻两端的电压没有保持不变 反比 、 缠绕后相当于增大了定值电阻的横截面积，导致其电阻变小
【解析】
（1）[1]探究电流与电阻的关系时，需要电阻两端的电压不变，则电压表并联在定值电阻两端，如下图所示
（2）[2]为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处于最大阻值处，即滑动变阻器的滑片P应置于最右端。
[3]闭合开关，观察到电压表有示数，说明电压表与电源连通，电流表无示数，说明没有电流流过电流表，已知导线、电表均完好且接触良好，则原因可能是定值电阻R短路。
（3）[4]由图像可知，探究电流与电阻的关系时，需要电阻两端的电压不变，根据表格中的数据可知，定值电阻两端的电压没有保持不变，则得到的图像不合理。
（4）[5]根据图像可知，可得出：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。
（5）[6]当电阻为“、”时，电路的电流变化不大，当电阻为“、”时，电路的电流变化较大，使数据点分布合理，有利于绘出的图像更好的反映电流与电阻的关系。
（6）[7]将它们绕成螺旋状后，两端缠绕在接线柱上固定，所以发现测量值均偏小，且有的偏小值较大，可是因为缠绕后相当于增大了定值电阻的横截面积，导致其电阻变小。
3．（2024·山东滨州）某兴趣小组设计了图甲所示电路进行“探究电流与电压的关系”实验
（1）请用笔画线代替导线将图乙电路连接完整，要求滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数变大 ；
（2）连接电路时，开关应处于 状态。把某定值电阻接入电路，将滑动变阻器的滑片调至最 （选填“左”或“右”）端。闭合开关，发现电压表无示数，电流表有示数，其原因可能是定值电阻 ；
（3）排除故障后，闭合开关，调节滑片P，当电压表示数为1.2V时，电流表示数如图丙所示，则此时通过定值电阻的电流为 A。调节滑动变阻器，继续进行实验，并将实验数据记录在下表中；
小州同学发现这些数据中有一组是明显错误的，跟其他数据的规律完全不同，可能是读取这组数据时粗心所引起的，分析时需要把它剔除掉。这组数据是第 （填序号）组；
（4）分析数据得出结论：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 ；
（5）小滨用电流表和一个已知最大阻值为的滑动变阻器测量未知电阻的阻值，设计了如图丁所示的电路图，电源电压未知且保持不变。实验操作如下：
①将滑动变阻器的滑片P移动到最右端b点，记录此时电流表示数为；
②将滑动变阻器的滑片P移动到最左端a点，记录此时电流表示数为；
③则 （用已知和测出的物理量、、表示）。
【答案】 断开 右 短路 0.24 4 正比
【解析】
（1）[1]在本实验中应将滑动变阻器串联接入电路，且根据题干要求滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数变大，说明此时滑动变阻器接入电路的电阻减小，由此判断左下部分电阻接入电路，据此完成电路连接如下图
（2）[2][3]为了保护电路，在连接电路时，应就将开关断开且将滑动变阻器滑片置于阻值最大端，即最右端。
[4]闭合开关，发现电流表有示数，说明电路是通路，而电压表无示数，说明可能的故障原因是与电压表并联部分电路出现了短路，即定值电阻短路。
（3）[5]由图丙知道，电流表选用的是0～0.6A的小量程，对应的分度值为0.02A，读数为0.24A。
[6]分析表格数据有
据此分析只有根据第4次实验数据算出来的电阻阻值不同，因此，说明第4组数据有误。
（4）[7]分析表格数据知道，当电阻一定时，电阻两端的电压增大为原来的几倍，通过电阻的电流就增大为原来的几倍，由此可得出实验结论为：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
（5）[8]①将滑动变阻器的滑片P移动到最右端b点，记录此时电流表示数为I1；
②将滑动变阻器的滑片P移动到最左端a点，记录此时电流表示作数为I2；
③在②中为Rx的简单电路，由欧姆定律得电源电压
在①中，两电阻串联，由电阻的串联和欧姆定律得电源电压
因电源电压不变，故
解得Rx的表达式为
4．（2024·甘肃临夏）科技兴趣小组测量额定电压为2.5V的灯泡L正常发光时的电阻，实验装置如图甲所示。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲所示的实物图连接完整；( )
（2）正确连接电路后，滑动变阻器的滑片从一端移到另一端的过程中（实验过程中曾改变电压表的量程），测得了如表所示的实验数据，根据第 次数据可知，电路出现故障，故障原因是 ，由此也可知电源电压是 V；
（3）实验中滑动变阻器的作用： 、 。小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则灯泡L正常发光时的电阻约为 （结果保留一位小数）；
（4）兴趣小组的其中一位同学对灯泡的电阻提出了不同看法，他认为应将所测电阻取平均值以减小实验误差，你同意该同学的看法吗？ ；说说自己的理由： ；
（5）实验装置中有“ ”“ ”两种规格的滑动变阻器，此实验中选用的滑动变阻器规格应为 。
【答案】 4 灯泡L断路 6 限制电流，保护电路 改变灯泡两端的电压 8.3 不同意 见解析 “ ”
【解析】
（1）[1]图甲所示，滑动变阻器采用一上一下的方式串联接入电路。如图所示：
（2）[2]由表格中第4组数据可知，电压表示数为6V，电流表示数为0，灯泡不发光，所以根据第4次数据可知，电路出现故障。
[3]电压表有示数，说明电压表与电源接通，电流表无示数，说明电路存在断路，此时灯泡不发光，故障原因是灯泡L断路。
[4]由于灯泡L断路，使得电压表串联在电路中，此时电压表示数等于电源电压，所以由此也可知电源电压是6V。
（3）[5]滑动变阻器可以起到限制电流，保护电路的作用。
[6]本实验是为了测量额定电压为2.5V的灯泡L正常发光时的电阻，所以滑动变阻器的另一个作用是：改变灯泡两端的电压。
[7]小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，由图甲可知，电流表所选量程为小量程，分度值为0.02A，读出图乙电流表示数为0.3A，已知灯泡L的额定电压为2.5V，由欧姆定律变形公式可得，灯泡L正常发光时的电阻约为
（4）[8]由表格中前三次实验数据可求得每一次实验灯泡L的电阻，发现灯泡L的电阻并不是固定值，将所测电阻取平均值没有意义，所以不同意该同学的看法。
[9]小灯泡的电阻受灯丝温度的影响，所以不同意将所测电阻取平均值的理由是：灯泡的电阻不是一个固定值，受灯丝温度的影响，灯丝温度越高，灯泡的电阻越大。
（5）[10]由表格中第1组数据可知，电压表的示数为1V，即灯泡L两端的电压为1V，已知电源电压为6V，所以滑动变阻器两端的电压为5V，此时电路中的电流为电流表的示数0.2A，所以由欧姆定律变形公式可得，滑动变阻器接入电路中的阻值为
所以此实验中选用的滑动变阻器规格应为“ ”。
5．（2024·黑龙江齐齐哈尔）在“伏安法测电阻”实验中，老师准备了阻值未知的定值电阻R、电压表、电流表、两节新干电池、开关、导线若干、滑动变阻器（铭牌上标有“20Ω 1A”）等器材。所有器材均完好。
（1）小夏按照实验操作要求，在检查实验器材时，发现电流表指针的位置如图1所示，出现这一现象的原因是： 。
（2）解决问题后，小夏设计并连接了如图2所示的部分电路，请用笔画线代替导线将图2的电路连接完整（要求：导线不可交叉）。
（3）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调至最 （选填“左”或“右”）端。此时，滑动变阻器的作用是： 。
（4）检查电路连接无误，闭合开关。在实验的过程中，电压表示数突然接近最大值，电流表示数几乎为0。若电路中只有一处故障，则发生的故障可能是定值电阻R 。
（5）排除故障后，小夏继续进行实验，当电压表示数为1.2V时，读出如图3所示的电流表示数，并计算定值电阻的阻值 。小夏认为实验已经完成，小民则认为仅这样就得出定值电阻的阻值不够可靠，原因是： 。
【答案】 电流表指针未调到零刻度线处 右 保护电路 断路 10 没有多次测量取平均值，减小误差
【解析】
（1）[1]电流表指针没有指在零刻度线上，说明电流表在使用前没有校零。
（2）[2]电源电压为3V，所以电压表接小量程，为0～3V，电压表与电阻并联，电路连接如图所示：
（3）[3][4]闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处，即最右端，此时滑动变阻器的作用是保护电路。
（4）[5]电压表示数突然接近最大值，电流表示数几乎为0，说明电压表与电源两极相连，电压表并联电路之外电路不存在断路，则与电压表并联的电阻断路。
（5）[6]由图3可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.12A，定值电阻的阻值
[7]一次测量存在较大的误差，为了减小误差，应多次测量求平均值，所以小夏认为实验已经完成，小民则认为仅这样就得出定值电阻的阻值不够可靠。
6．（2024·广西）小明用标有“2.5V”字样的小灯泡做“测量小灯泡的电功率”实验，设计了如图甲所示的电路图。
（1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于 （选填“a”或“b”）端，闭合开关后，发现小灯泡不亮，则电路故障可能是滑动变阻器 （选填“短路”或“断路”）；
（2）排除故障后，某次实验电压表的示数如图乙所示，为 V；小明测得多组数据，并画出如图丙所示的图像，由图像可知小灯泡正常发光时的电阻为 ，小灯泡的额定功率为 W；
（3）图丙的图像是一条曲线的原因是小灯泡的电阻随温度升高而 （选填“增大”或“减小”）。
（4）受到上述实验的启发，为测量高温物体的温度，小明将图甲电路改装成一个简易的温度传感器。思路如下：将图甲中的小灯泡换成与灯丝同种材料的电阻丝，选择图中一个电表改装为温度显示仪。你建议他选哪个电表？请说明理由（从电表的示数随待测物体的温度变化关系进行阐述）。
答：
【答案】 b 断路 1.2 6.25 1 增大 见解析
【解析】（1）[1]为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器滑片应移到阻值最大处，即b端。
[2]闭合开关，灯泡不亮，电路可能断路，则电路故障可能是滑动变阻器断路。
（2）[3]电压表选择小量程，分度值为0.1V，所以电压表示数为1.2V。
[4]由图丙可知，小灯泡正常发光时的电流为0.4A，则小灯泡正常发光时的电阻为
[5]根据可知，小灯泡的额定功率为
（3）[6]图丙中，当灯泡电压变大时，通过灯泡的电流也增大，灯泡的功率变大，灯丝温度变高，灯泡的电阻随温度的升高而增大。
（4）[7]温度越高，电阻丝的电阻越大，根据串联电路分压原理可知，电阻丝两端的电压越大，因此选择电压变改装为温度显示仪。
实验次数
两端
电压
两端
电压
、两端
总电压U/V
1
1.3
1.5
2.8
2
1.2
1.2
2.8
3
1.1
1.1
2.8
试验次数
R/Ω
I/A
1
5
0.4
2
10
0.2
3
15
0.12
4
20
0.1
数据序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.6
0.9
1.2
1.8
2.4
3
电流I/A
0.12
0.19
1.8
0.48
0.6
实验次数
电压表示数/V
电流表示数/A
灯泡亮度
1
1
0.2
较暗
2
2.5
正常发光
3
2.8
0.32
强烈发光
4
6
0
不发光