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专题05 动态电路与故障分析
目 录
01 题型综述
02 解题攻略
提分秘籍
知识点一、动态电路题型
知识点二、故障电路
典例剖析
题型1电路的动态分析
题型2限制性电路分析
题型3电流表、电压表在判断电路故障中的应用
03 巩固练习
01题型综述
电路知识综合：需要学生掌握串联、并联电路的特点，欧姆定律、电功率等知识，能够根据电路故障现象，运用这些知识进行推理和判断。例如，根据串联电路中电流处处相等和欧姆定律，通过分析电流表和电压表的示数变化，判断故障位置是在电阻上还是在其他元件上。
与实际生活联系：常以家庭电路或一些简单的实际电路为背景，考查学生对电路故障的分析能力。如家庭电路中某几个用电器突然不工作了，让学生分析可能的故障原因，这就需要学生了解家庭电路的连接方式、熔断器、开关等元件的作用，以及安全用电知识等。
02解题攻略
一、动态电路解题秘籍
1、明确电路连接方式：拿到题目后，先对电路进行简化，去掉电压表（可视为断路）和电流表（可视为导线），判断电路是串联、并联还是混联。对于复杂电路，可采用电流路径法、节点法等方法来确定连接方式。
2、分析元件变化情况：重点关注滑动变阻器滑片的移动方向、开关的通断状态以及热敏电阻、光敏电阻等特殊元件的阻值变化原因和趋势。
二、故障分析解题秘籍
串联电路：若串联电路中有一个用电器断路，则整个电路断路，所有用电器都不工作，电流表无示数，电压表若与断路的用电器并联，则电压表有示数且接近电源电压；若某个用电器短路，则其他用电器仍能工作，电路中电流会增大。
并联电路：若并联电路中某一支路断路，只会影响该支路的用电器，其他支路用电器仍能正常工作，干路电流会减小；若某一支路短路，则会导致电源短路，所有用电器都不工作，电流表可能会因电流过大而损坏。
【提分秘籍】
知识点一、动态电路题型
1、电路变化分析题
滑动变阻器引起的变化：给出一个包含滑动变阻器的电路，如串联电路中滑动变阻器与定值电阻串联，通过分析滑动变阻器滑片移动时，电路中的总电阻、电流、各用电器两端电压的变化情况。例如，当滑片向增大电阻的方向移动时，要求判断电流表和电压表的示数变化。
开关通断引起的变化：电路中存在多个开关，通过分析开关的闭合与断开，导致电路连接方式发生改变，进而分析电路中电流、电压的变化。比如，在一个有多个支路的并联电路中，当某一支路的开关闭合或断开时，分析干路电流和其他支路电流、电压的变化。
2、电表读数与故障判断题
电表读数问题：根据给定的动态电路，结合欧姆定律等知识，计算电流表、电压表的读数。可能会涉及到电路在不同状态下，如滑动变阻器处于不同阻值时，或开关处于不同通断状态时电表的读数计算。
电路故障判断：给出动态电路中电表的示数情况或用电器的工作情况，判断电路中可能存在的故障。例如，电流表无示数，电压表有示数且接近电源电压，让考生判断电路中是哪部分出现了断路或短路故障。
3、图像分析题
U - I 图像：给出动态电路中某一元件或某一部分电路的电压 - 电流（U - I）图像，要求考生根据图像分析元件的电阻变化情况、电路中的功率变化等。比如，从 U - I 图像中判断电阻是定值电阻还是可变电阻，计算在不同电压下元件的电功率。
其他物理量随时间变化图像：如给出电容充电或放电过程中，电容电压随时间变化的图像，让考生根据图像分析充电或放电的快慢、时间常数等相关物理量，或者根据图像判断电路的工作状态等。
4、计算与综合应用题
简单计算：根据动态电路的已知条件，如电源电压、电阻值等，利用欧姆定律、电功率公式等进行简单计算。例如，计算电路在某一状态下的电流、某一电阻消耗的电功率等。
综合应用：将动态电路与其他知识，如力学中的电磁感应、热学中的电热等结合起来考查。比如，在一个电磁感应产生感应电流的动态电路中，结合焦耳定律计算产生的热量，或者结合力学知识分析导体棒在磁场中的受力和运动情况等。
知识点二、动态电路解题方法
一、电路的动态分析类问题解题之前要弄清的问题
(1)在观察电路的基础上，明确滑动变阻器、定值电阻、灯泡的连接方式，电流表测通过哪个电阻或哪几个元件中的电流，电压表测哪个电阳或哪几个元件两端的电压。
(2)弄清改变电阻的方法，利用滑动变阻器改变电阻还是利用开关改变电阻。
二、电路的动态分析，按这样的顺序分析
局部电阻如何变化→总电阻如何变化→由于电源电压不变，导致电路中电流如何变化→依据U=IR分析不变的电阳两端的电压如何变化→依据U变化的电阻=U总-U不变的阻分析变化的电阻两端的电压如何变化。1.含滑动变阻器的串联电路:由于电源电压不变，按以下思路分析:滑动变阻器电阻变化→总电阻变化→电流变化→定值电阻两端电压变化→滑动变阻器两端电压变化
2.含滑动变阻器的并联电路，由于电源电压不变，且并联电路中各个支路互相独立、互不影响，所以含定值电阻的支路各量都不变化，含滑动变阻器的支路，按以下思路分析:
滑动变阻器电阳变化→本支路电阳变化→本支路电流变化→干路总电流变化
3.当开关断开与闭合时，电路中的电阻怎样变化，运用电路关系、欧姆定律，推导出电路中的电流如何变化。电路中某元件两端的电压或电功率如何变化。
知识点三、故障电路
实验电路图 故障（有且只有一处） 现象
电压表 电流表
电流表被短接 有示数 无示数
电流表处断路 无示数 无示数
电压表被短接 无示数 有示数
电压表处断路
定值电阻被短接 无示数 有示数，且示数偏大
定值电阻处断路 有示数且接近电源电压 无示数
电压表串联在电路中
滑动变阻器上面两个接线柱接入电路 移动滑片，电表示数不变，电压表示数接近电源电压
滑动变阻器下面两个接线柱接入电路 移动滑片，电表示数不变
判断思路
1.因为电压表的内阻很大，当电压表直接与用电器串联连入电路时，电路可以看断路。此时电路中的电流表示数几乎为0，电压表的示数等于电源电压(题目中最常考到)。
2.当电压表与导线并联时，电压表被短路，其读数为零。
3.电流表的内阻很小，当电流表直接与用电器并联连入电路时，可以将其看作一段导线，用电器被短路。
4.用电流表、电压表或导线来检测故障
(1)电压表并联:有示数:并联部分以外通路，并联部分断路;
无示数:并联部分以外断路或并联部分短路。
(2)电流表并联:有示数:并联部分以外通路，并联部分断路;
无示数:并联部分以外断路或并联部分短路。
(3)导线并联:有特征的用电器(电灯、电表等)不工作:并联部分断路、并联部分以外断路、并联部分短路。
【典例剖析】
题型1电路的动态分析
（2024秋 北仑区期末）如图甲所示，电源电压恒定，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P从B端至A端的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的U﹣I图象如图乙所示，则（　　）
A．电源电压为20V
B．EF是电压表V1示数随电流表示数变化的图象
C．滑动变阻器的最大阻值为10Ω
D．整个电路的最大功率为14.4W
【解答】解：由甲图可知，两个电阻串联，电流表测电路中电流，电压V1测R1两端电压，电压表V2测R2两端电压。
B、滑片P从B点滑到A点的过程中，变阻器连入电路的电阻变小，电路中的电流变大；根据串联分压原理可知，滑动变阻器R2两端的电压变小；由于电源电压不变，则R1两端的电压变大；
所以，通过R2的电流随其两端电压的减小而增大，通过R1的电流随其两端电压的增大而增大；由此可知，乙图中MN是R1的U﹣I图象，EF是R2的U﹣I图象（即EF是V2表示数随A表示数变化的图象）；故B错误；
A、由乙图可知，滑片在B点时滑动变阻器的电阻最大，电流最小为：IB＝0.4A，此时U1B＝4V，U2B＝8V，则串联电路的电压特点可得，电源电压：U＝U1B+U2B＝4V+8V＝12V，故A错误；
C、由乙图可知，滑片在B点时滑动变阻器的电阻最大，电流最小为IB＝0.4A，变阻器的电压U2B＝8V，
则滑动变阻器的最大电阻为：
R2大20Ω；故C错误；
D、由图乙可知，电路的最大电流为1.2A，电源电压为12V．，
所以，整个电路的最大功率：
P总大＝UI＝12V×1.2A＝14.4W，故D正确。
故选：D。
（2024秋 杭州期末）如图是一种风速测定装置。其中风速表是由电压表改装而成，R为定值电阻，R1为滑动变阻器，“T”型管道的竖直管内装有可上下移动的轻质活塞，活塞通过轻质细杆和滑动变阻器的滑片相连。下列说法正确的是（　　）
A．电压表的零刻度与风速表的零刻度相对应
B．风速变大时，活塞上方气压变小，活塞向上移动
C．风速变小时，R1接入电路的阻值变小，风速表示数变大
D．由该电压表改装而成的风速表，其表盘刻度是均匀的
【解答】解：闭合开关S，R1和R串联，电压表并联在R两端，测量R的电压；
A、风速为零时，R1和R串联，R两端的电压不为零，电压表的零刻度与风速表的零刻度不对应，故A错误；
B、风速变大时，轻质活塞A上方空气压强变小，轻质活塞A向上移动，滑片向上移动，故B正确；
C、风速变小时，轻质活塞A上方空气压强变大，轻质活塞A向下移动，滑片向下移动，接入电路的阻值变大，总电阻变大，电源电压不变，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，根据U＝IR可知，定值电阻的两端的电压变小，电压表的示数变小，故C错误；
D、电路中的电流为I，根据欧姆定律可知，电压表的示数为UR＝IRR，滑动变阻器的阻值变化与电压的示数变化不是正比关系，故风速与电压的变化也不是正比关系，故分度值分度不均匀，故D错误。
故选：B。
（2024秋 慈溪市期末）某建筑工地需要架设临时供电线路，实现照明和电加热功能。其简化电路如图所示，供电处电压U不变，从供电处到工地用长导线（有电阻）连接。闭合开关S1、S2时，加热器和照明灯同时工作。断开S2后与断开S2前相比较，则（　　）
A．照明灯亮度不变
B．照明灯亮度变弱
C．长导线上消耗的电能增加
D．整个供电线路消耗的电功率变小
【解答】解：
AB、设长导线的电阻为R0，由图知，闭合开关S1、S2时，灯泡与加热器并联后再与R0串联，设此时灯泡两端电压为UL，
断开开关S2时，灯泡与R0串联，设此时灯泡两端电压为UL′；
由于并联电路的总电阻小于任何一个分电阻，
所以，断开开关S2时，灯泡的电阻大于灯泡与加热器并联的总电阻，
导线的电阻不变，因灯泡的电阻大于灯泡与加热器并联的总电阻，根据串联电路的分压规律可知，灯泡两端的电压变大，即UL′＞UL，
灯泡的电阻可认为不变，由P知，PL′＞PL，即断开开关S2时，灯泡的实际功率变大，所以灯泡变亮；故A、B错误；
C、断开开关S2时，整个电路的电阻变大，电源电压不变，由欧姆定律知，电路中电流减小，导线的电阻不变，由公式W＝I2Rt知，单位时间内长导线上消耗的电能减少，故C错误；
D、断开开关S2时，整个电路的电阻变大，电源电压不变，由P知，整个供电线路消耗的电功率变小，故D正确。
故选：D。
（2024秋 拱墅区期末）如图甲所示电路，电源电压为4.5V且恒定不变，灯泡L的额定电压为2.5V。当闭合S和S1、断开S2，将滑动变阻器R2的滑片P从一端移至另一端，测得电流表示数随电压表示数变化情况如图乙中图线①所示。当把电压表并联在灯泡L两端，闭合S和S2断开S1，移动滑动变阻器R2的滑片P，通过灯泡L的电流随电压表示数变化情况如图乙中图线②所示。求：
（1）定值电阻R1的阻值。
（2）灯泡L的额定功率。
（3）灯泡L正常工作5min的过程中，整个电路消耗的电能。
【解答】解：（1）当闭合S和S1、断开S2，定值电阻和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量滑动变阻器两端的电压。滑动变阻器R2的滑片在最左端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据欧姆定律可知电路电流最小，从图中可知此时电路电流为0.2A，滑动变阻器两端的电压为3V，
根据串联电路的电压特点可知定值电阻两端的电压U1＝U﹣U2＝4.5V﹣3V＝1.5V，
根据欧姆定律可知定值电阻的阻值R17.5Ω；
（2）当把电压表并联在灯泡L两端，闭合S和S2断开S1，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测量灯泡两端的电压，电流表测量电路电流，灯泡L的额定电压为2.5V，从图中可知灯泡的额定电流为0.5A，
根据P＝UI可知灯泡L的额定功率PL＝ULIL＝2.5V×0.5A＝1.25W；
（3）根据W＝UIt可知灯泡L正常工作5min的过程中，整个电路消耗的电能W＝UIt＝4.5V×0.5A×5×60s＝675J；
答：（1）定值电阻R1的阻值为7.5Ω；
（2）灯泡L的额定功率为1.25W；
（3）灯泡L正常工作5min的过程中，整个电路消耗的电能为675J。
题型2限制性电路分析
（2024秋 杭州校级月考）如图甲所示电路，电源电压不变，图乙是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压关系图象。闭合S时，电压表的示数为2V，下列判断正确的是（　　）
A．电源电压为6V
B．R的电阻为5Ω
C．闭合S时，R消耗的电功率为3.6W
D．闭合S时，电路的总功率为6W
【解答】解：AB、闭合S时，R与L串联，电压表测L电压，此时电压表示数为2V，根据乙图可知此时电流为0.6A；
图中R电压4V时，电流为0.4A，电阻R10Ω；
根据串联电路的特点知，R的电流也是0.6A，R的电压U＝I'R＝0.6A×10Ω＝6V，
根据串联电路电压规律知，电源电压U电＝UL+U＝2V+6V＝8V；故AB错误；
C、闭合S时，R消耗的电功率为P＝UI＝6V×0.6A＝3.6W，故C正确；
D、闭合S时，电路的总功率为P＝U电I＝8V×0.6A＝4.8W，故D错误。
故选：C。
（2024秋 慈溪市期末）有三个电阻恒定不变的灯泡，规格分别是L1“6V 6W”、L2“4V 8W”、L3“6V 3W”。小科用右图所示的电路探究灯泡发光情况。电路中电源电压12V，滑动变阻器R的规格为“2A 10Ω“，M、N为接线柱。当小科将L1接入M、N，调节滑片P位置，使L1正常发光。然后，小科将L1拆下，依次将L2、L3接入M、N。小科所有实验操作都无误，则下列分析正确的是（　　）
A．P位于滑动变阻器最右端时，L1的功率为3.6W
B．L1正常发光时，电流表示数为0.5A
C．接L2后，无论怎样调节滑片，电路都是安全的
D．接L3后，无论怎样调节滑片，L3都不能正常发光
【解答】解：（1）由P＝UI可得，L2的电阻：
R22Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，P位于滑动变阻器最右端时，电路中的电流：
I1A，
则L2的功率：
P2′＝I2R2＝（1A）2×2Ω＝2W，故A错误；
当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，灯泡两端的电压远大于L2的额定电压，L2会被烧坏，故C错误；
（2）将L1接入M、N，调节滑片P位置，使L1正常发光时，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由P＝UI可得，电路中电流表的示数：
I11A，故B错误；
（3）L3的电阻：
R312Ω，
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的最小电流：
I′A，
灯泡L3两端的最小电压：
U3′＝I′R3A×12Ω≈6.5V，
因6.5V＞6V，
所以，无论怎样调节滑片，L3都不能正常发光，故D正确。
故选：D。
（2024秋 海宁市月考）图甲中的小灯泡标有“2.7V 0.3A”字样，定值电阻R1＝10Ω。R2由三段材料不同、横截面积相同的均匀直导体EF、FG、GH连接而成，总长度为35cm，其中一段是铜导体，其电阻可忽略不计，另两段导体的阻值与自身长度成正比，P是与R2接触良好并能移动的滑动触头。只闭合S、S1时，电流表示数I与P向左移动距离x之间的关系如图乙所示。则（　　）
A．小灯泡正常发光时电阻为9Ω，电源电压为9V
B．只闭合S，S1时，当x＝15cm 时，电路消耗的总功率为3.6W
C．只闭合S，S2，为确保灯丝不被烧坏，滑片P向左移动距离x≤9cm
D．只闭合S，S2且确保灯丝不被烧坏，电路消耗的总功率最小为1.8W
【解答】解：A、根据铭牌可知：灯泡的额定电压和额定电流，
根据I可得灯泡的电阻为：
RL9Ω；
若只闭合S、S1时，R1与R2串联，由图丙可知当滑片在E处时，只有R1连入电路，电路中的电流最大为I最大＝0.6A，
根据I可得：电源电压U＝I最大R1＝0.6×10Ω＝6V，故A错误；
B、如图乙所示：当x＝15cm时，I＝0.4A，
电路消耗的电功率：P＝UI＝2.4W，故B错误；
C、若只闭合S、S1时，由图像可知当滑片在H点时的电流为0.2A；
R1两端的电压为：U1＝IHR1＝0.2A×10Ω＝2V，
滑片在H点时的电阻为：RH20Ω；
滑片P从H端移到E端时出现拐点，由图像可知：
GH＝15cm，FG＝25cm﹣15cm＝10cm，EF＝35cm﹣25cm＝10cm，
中间一段电流无变化，故FG是铜导线，
由图像可知，当滑片P位于F点时，电路中电流I＝0.4A，则总电阻为 R总′15Ω，
则EF段电阻为 REF＝R总′﹣R1＝15Ω﹣10Ω＝5Ω，
EF导体每1cm的电阻为0.5Ω；
GH导体的电阻RGH＝REH﹣REF＝20Ω﹣5Ω＝15Ω；
若只闭合S与S2，灯泡与R2串联，当灯正常发光时灯两端电压为2.7V，
所以滑动变阻器U2＝U﹣UL＝6V﹣2.7V＝3.3V，
滑动变阻器的电阻为：R211Ω；
而REF＝5Ω，RGH＝15Ω，所以GH段接入电路电阻为11Ω﹣5Ω＝6Ω，未接入电路部分电阻为9Ω，由GH＝15cm、RGH＝15Ω知，GH部分每1cm长电阻为1Ω，所以滑片移动的最大距离为：9Ω9cm，故x≤9cm，故C正确；
D、只闭合S、S2时灯泡与R2串联，为了保证灯丝不被烧坏，那么通过电路的最大电流为0.3A，此时电路消耗的总功率最大为：P＝UI大＝6V×0.3A＝1.8W，所以最小总功率不可能是1.8W，故D错误。
故选：C。
（2024 绍兴三模）如图甲所示电路，电源电压恒定不变，R1为定值电阻，电流表的量程为“0～0.6A”，电压表的量程为“0～15V”，滑动变阻器R2的最大阻值为80Ω。在保证电路元件安全的情况下，缓慢移动滑片，R2消耗的电功率P与电压表示数U的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　）
A．电源电压为15V
B．定值电阻R1的阻值为20Ω
C．滑动变阻器R2的调节范围为20Ω～50Ω
D．电路消耗总功率的最小值为10.8W
【解答】解：由图甲可知，定值电阻R1和滑动变阻器R2串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流；
AB、由图乙可知，当R2两端的电压为13V时，R2消耗的电功率为6.5W，
由P＝UI可知，此时电路中的电流：I0.5A，
由串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝U1+U2＝IR1+U2＝0.5A×R1+13V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当R2两端的电压为15V时，R2消耗的电功率为4.5W，
由P＝UI可知，此时电路中的电流：I'0.3A，
由串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝U1'+U2'＝I'R1+U2'＝0.3A×R1+15V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②解得：R1＝10Ω，U＝18V，故AB错误；
C、由串联电路的分压原理可知，滑动变阻器接入电路的电阻最小时，电压表的示数最小，
由欧姆定律可知，此时电路中的电流最大，因为电流表的量程为0～0.6A，所以电路中的最大电流I大＝0.6A，
由欧姆定律可知，此时电路中的总电阻：R30Ω，
由串联电路的电阻特点可知，滑动变阻器接入电路的最小阻值：R2小＝R﹣R1＝30Ω﹣10Ω＝20Ω，
由串联电路的分压原理可知，滑动变阻器接入电路的电阻最大时，滑动变阻器两端的电压最大，
因为电压表的量程为0～15V，因此滑动变阻器两端的最大电压U2大＝15V，
由串联电路的电压特点可知，此时定值电阻R1两端的电压：U1小＝U﹣U2大＝18V﹣15V＝3V，
此时电路中的电流：I最小0.3A，
由欧姆定律可知，滑动变阻器接入电路的最大阻值：R2大50Ω，
所以，滑动变阻器R2的调节范围为20Ω～50Ω，故C正确；
D、电路中的最小电流I最小＝0.3A，则电路消耗总功率的最小值：P最小＝UI最小＝18V×0.3A＝5.4W，故D错误。
故选：C。
题型3电流表、电压表在判断电路故障中的应用
（2024 宁波自主招生）如图所示的家庭照明电路，已知其中一只灯泡的灯头接线处存在故障。电工师傅为查明故障，在保险丝处接入一只“220 V 40W”的灯泡L0。当只闭合开关S、S1时，灯泡L0和L1都呈暗红色（比正常发光状态暗得多）；当只闭合开关S、S2时，灯泡L0正常发光，L2不发光。由此可以确定（　　）
A．L1灯头接线处断路 B．L1灯头接线处短路
C．L2灯头接线处断路 D．L2灯头接线处短路
【解答】解：当只闭合S、S1时L0和L1都呈暗红色，是因为L1与该灯串联接入电路，所分电压低于220V，所以L1正常；
当只闭合S、S2时，L0正常发光，L2不发光，是因为L2被短路，使L0直接接在电源上，正常发光。
故选：D。
（2024春 杭州期中）风筝线散落在高压电路上会导致线路短路，致使线路跳闸并引发大面积停电，不仅会损坏电力设备，而且会影响社会及居民正常用电，有时甚至威胁人身安全。下列电路能解释上述现象的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：家庭电路中，火线与零线直接连接或火线与大地直接连接，会造成短路。D图中风筝线导致火线与地面连接，造成短路，故ABC错误，D正确。
故选：D。
（2024春 上城区校级期中）如图是某居民家中的部分电路图，开始时各部分工作正常。将一只大功率电器的插头插入插座后，L2突然熄灭，大功率电器也没有工作，只有指示灯L1仍然发光。拔出电器插头，用测电笔分别检测B、C两点和插座的左、右插孔时，氖管都不发光。若电路中只有一处发生了故障，故障最有可能的是（　　）
A．装在A点左侧的导线发生了断路
B．装在A、B间的导线发生了断路
C．装在B点右侧的导线发生了断路
D．装在C、D间的导线发生了断路
【解答】解：将一只大功率电器的插头插入插座后，L2突然熄灭，大功率电器也没有工作，只有指示灯L1仍然发光，这说明灯L1所在电路是正常的，所以A点左侧、D点左侧的电路是正常的；
拔出电器插头，用测电笔分别检测B、C两点和插座的左、右插孔时时，氖管都不发光，这说明B、C、插座两孔与火线之间是断开的，所以故障是AB之间发生了断路现象，故B正确。
故选：B。
03巩固练习
1．如图所示电路，电源电压恒为3伏。当开关S闭合时，只有一盏灯发光，若故障只发生在灯上，则下列分析判断错误的是 (　　)
A．灯 不亮，灯 亮，灯 不可能短路
B．灯 不亮，灯 亮，灯 一定是断路
C．灯 不亮，灯 亮，灯 两端的电压均为3伏
D．灯 不亮，灯 亮， 灯 两端的电压为0伏
【答案】D
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】 由电路图知，两灯泡并联，接在电源两端，灯泡两端电压等于电源电压；
应根据故障现象：一灯发光，一灯不发光，分析故障原因。
【解答】 由电路图知，两灯并联，只有一灯发光，则发光的灯正常，不发光的灯一定断路；
如果不发光的灯短路，由于两灯并联，则另一灯同时被短路，两灯都不发光，与事实不符，
所以故障原因是不发光的灯断路；两灯并联在电源两端，一灯发光，一灯断路，则两灯两端的电压都等于电源电压3V。
故ABC正确不合题意，而D错误符合题意。
故选D。
2．小明刚学完初中的电学知识，恰逢家中电灯不亮，他拿起试电笔测试家庭电路图中的a、b、c、d四点，只有测试b点时氖管不发光，请你帮他分析可能发生的故障是（　　）
A．火线与零线短路 B．a、d之间某处短路
C．b、c之间某处断路 D．电灯的灯丝断了
【答案】C
【知识点】家庭电路的故障分析
【解析】【分析】1、试电笔接触火线时，电流通过试电笔、人体流入大地，形成回路，氖管发光；接触零线时，由于零线与大地之间电压为零，没有电流通过试电笔，氖管不发光。通过试电笔氖管的发光情况，可以判断被测点与火线之间是否导通。
2、测电笔是用来辨别火线和零线的：用手接触笔尾的金属体，笔尖接触火线，测电笔的氖管将发光；用测电笔测试a、c、d三点，氖管都发光，这说明a、c、d与火线是连通的，问题出在bc之间，据此判断。
【解答】用测电笔测试a、c、d三点，氖管都发光，这说明从火线到c点之间的电路都是完好的，没有开路；而测电笔测试b点时，氖管不发光，这说明b点到火线之间的导线出现开路，由此可以判断出是b、c之间某处断路。
故答案为：C。
3．如图为某家庭的部分电路，闭合开关S1，S2，电灯L与电热壶均正常工作，在三孔插座上接入电饭煲后，电热壶突然停止工作，灯L 仍正常发光，拔出电饭煲的插头，用测电笔分别测试三孔插座的左右两孔，氖管均不发光。此时电路故障可能是 (　　)
A．电热壶断路 B．CD短路
C． AB 断路 D．插座短路
【答案】C
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
【解析】【分析】电热壶突然停止工作，灯L仍正常发光，说明灯泡相连的火线和零线正常，但电路中一定出现断路；
测电笔测试三孔插座的左右两孔，氖管发光，说明两孔与火线是连通的，若不发光，说明与火线是断开的。
【解答】在三孔插座上接入电饭煲后，电热壶突然停止工作，灯L仍正常发光，这表明电路出现了断路现象；灯L仍正常发光，说明A、C左边的火线、零线均正常；而把测电笔分别插入三孔插座的左右两孔，氖管均不发光，说明火线出现了断路现象，因此是AB间发生了断路。
故答案为：C。
4．小科为探究“电压一定时，电流与电阻之间的关系”，设计了如图实验。先在AB间接入10Ω的定值电阻 R1，移动滑片 P，读取电压表、电流表示数并记录；然后用15欧的定值电阻 R2替换 R1后，接下来的操作和操作后的电路分析正确的是 (　　)
A．闭合开关，电压表示数变大 B．闭合开关，电流表示数不变
C．注视电压表，并向左调节滑片 D．注视电流表，并向右调节滑片
【答案】A
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】本题考查探究电流与电阻关系的实验。在探究 “电压一定时，电流与电阻之间的关系” 实验中，要控制定值电阻两端电压不变。根据串联电路分压原理，电阻变化时，其两端电压会改变，需要调节滑动变阻器来保持电压不变。
【解答】A、根据串联电路分压原理U =IR，当把10Ω的电阻换成15Ω的电阻时，电阻增大，其分得的电压会增大，所以闭合开关，电压表示数变大，故A正确。
B、电阻增大，总电阻增大，电源电压不变，根据欧姆定律，电路中电流会减小，电流表示数应变小，故B错误。
C、要探究电流与电阻关系需控制定值电阻两端电压不变，电压表示数变大，应增大滑动变阻器接入电路的电阻，即向右调节滑片，而不是向左调节，故C错误。
D、实验中要控制定值电阻两端电压不变，应注视电压表来调节滑片，而不是注视电流表，故D错误。
故答案为：A。
5．家庭电路中经常使用测电笔检查电路的故障。
（1）如图所示，开关处于打开状态，现用测电笔分别测试电路中A、B、C三点，不能使测电笔氖管发光的是 　 　点；
（2）闭合开关后发现灯不亮，但是熔断器正常，其他电路也正常，则可能发生的故障是____。
A．灯泡断路 B．零线断路 C．插座短路 D．灯泡短路
【答案】（1）B
（2）A
【知识点】家庭电路的故障分析；测电笔的使用
【解析】【分析】（1）测电笔测量与火线相连的点时，氖管会发光。
（2）若电路中存在短路，熔断器会因为电路中电流过大而熔断，所以熔断器正常，说明电路中不存在短路的情况。
【解答】（1）由图可知，A点和C点与火线相连，B点与零线相连，火线带电，零线不带电，可知不能使氖管发光的是B点。
（2）熔断器正常，说明电路中不存在短路的情况，其他电路也正常，说明火线和零线没断，则故障可能是灯泡断路。
故答案为：A。
6．安全用电，人人有责。请回答下列问题：
（1）如图1是家庭电路示意图。插座与灯泡的连接方式是　 　联。闭合开关后，灯泡不亮，测电笔分别插入插座的三个孔中都不发光，则电路故障是　 　断路。
（2）家用电能表如图2所示。能接入电路中用电器的最大总功率为　 　。若家中仅有电饭锅工作，5min内电能表指示灯闪烁了300次，电饭锅在这段时间内消耗的电能是　 　J。
【答案】（1）并；火线
（2）8800；3.6×105
【知识点】家庭电路的故障分析；电能表参数的理解与电能的求法
【解析】【分析】（1）①用电器首尾相连为串联，并排连接在两点之间为并联；
②测电笔接触火线时发光，接触零线时不发光，据此分析判断；
（2）①根据图2确定电能表的最大电流，根据P=UI计算允许接入的最大功率；
②根据计算电饭锅消耗的电能。
【解答】（1）①根据图片可知，插座与灯泡并排连接在电路两点之间，故它们的连接方式是并联。
②若进户线火线断路，则电路中没有电流，测电笔测任何位置均不发光，因此电路故障是火线断路；
（2）①根据图2可知，电能表允许通过的最大电流为40A，
则该电能表能接入电路中用电器的最大总功率为；
②当指示灯闪烁了300次，电饭煲消耗的电能。
（1）[1]由题图1知道，插座与灯泡互不影响，故它们的连接方式是并联。
[2]由图1知道，若火线断路，则电路中没有电流，测电笔测任何位置均不发光。
（2）[1]由图2知道，该电能表能接入电路中用电器的最大总功率为
[2]图2中电能表常数3000imp/kW·h表示每消耗1kW·h的电能，电能表指示灯闪烁3000次，所以当指示灯闪烁了300次，电饭煲消耗的电能即这段时间内产生的热量为
7．某科学兴趣小组在探究“电流与电阻的关系”的实验中，设计了如图甲所示的电路。已知电源电压为6V 保持不变，所给的定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，滑动变阻器有“20Ω，2A”、“60Ω，1A”两种规格。
（1）图乙是尚未完成连接的实物电路，请你在答卷对应图中用笔画线代替导线完成连接。要求：滑动变阻器的滑片 P 向 A 端移动时，电压表示数变大。
（2）电路连接好后，闭合开关，发现电流表有示数、电压表示数为零，则电路故障原因可能是____。
A．电压表的量程太大 B．电阻R 发生断路
C．电阻R 发生短路 D．滑动变阻器发生短路
（3）兴趣小组的同学排除故障后进行实验，将获得的相关数据绘制成图丙所示的I-R图像。根据图像判断，滑动变阻器应选用的规格为　 　。
（4）分析图丙I~R图像可以得到的实验结论是　 　。
【答案】（1）
（2）C
（3）60Ω，1A
（4）在导体两端电压一定时，通过导体的电流与其电阻成反比
【知识点】串、并联电路的电压特点；滑动变阻器的原理及其使用；欧姆定律及其应用；探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】（1）滑动变阻器连入电路的有效长度越大，电阻越大。
（2）电流表有示数、电压表示数为零的故障为：电压表测量对象短路；电流表无示数、电压表示数有示数的故障为：电压表测量对象断路。
（3）探究电流与电阻的关系时，要控制定值电阻两端的电压保持不变，可根据串联电路的电压和电流特点判断滑动变阻器连入电路的最大阻值，从而判断所选择的滑动变阻器。
（4）在书写结论时，注意不要忘记前提。
【解答】（1）要求滑动变阻器的滑片P向A端移动时，电压表示数变大，由图可知，电路为串联电路，电压表测量定值电阻两端电压，串联电路电阻越大，分压越大，可知向A端移动滑片，滑动变阻器连入电路的阻值减小，故应用导线将定值电阻的右接线柱与滑动变阻器的A端相连，如图所示
（2）电流表有示数，说明电路为通路，电压表示数为零，则故障可能是定值电阻短路，电压表相当于测量一段导线两端的电压，所以示数为0.
故答案为：C。
（3）由图丙可知，定值电阻两端的电压为，电源电压为6V，可知滑动变阻器两端的电压为3V，串联电路电流处处相等，由欧姆定律可知，滑动变阻器连入电路的阻值等于定值电阻的阻值，当定值电阻的阻值为30欧姆时，滑动变阻器连入电路的阻值也为30欧姆，可知选择的滑动变阻器为60Ω，1A的滑动变阻器。
（4）由图像可知，电压一定时，电阻增大为原来的几倍，电流就为原来的几分之一，可知：在导体两端电压一定时，通过导体的电流与其电阻成反比。
8．某科学兴趣小组在探究“电流与电阻的关系”的实验中，设计了如图甲所示的电路。已知电源电压为6V保持不变，所给的定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，滑动变阻器有“20Ω，2A”、“60Ω，1A”两种规格。
（1）图乙是尚未完成连接的实物电路，请你在答卷对应图中用笔画线代替导线完成连接。要求：滑动变阻器的滑片P向A端移动时，电压表示数变大。　 　
（2）电路连接好后，闭合开关，发现电流表有示数、电压表示数为零，则电路故障原因可能是_________。
A．电压表的量程太大 B．电阻R发生断路
C．电阻R发生短路 D．滑动变阻器发生短路
（3）兴趣小组的同学排除故障后进行实验，将获得的相关数据绘制成图丙所示的I—R图像。根据图像判断，滑动变阻器应选用的规格为　 　。
（4）分析图丙I—R图像可以得到的实验结论是　 　。
【答案】（1）
（2）C
（3）60Ω，1A
（4）在导体两端电压一定时，通过导体的电流与其电阻成反比
【知识点】串、并联电路的电压特点；电流表、电压表在判断电路故障中的应用；欧姆定律及其应用；探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】（1）串联电路中电阻越大，其两端的分压越大，电压表测量定值电阻两端电压，可知滑片向A端移，电压表示数变大，滑动变阻器连入电路的阻值减小。
（2）电流表有示数、电压表示数为零的故障最有可能是电压表测量对象短路； 电流表没有示数、电压表示数有示数，最有可能的故障是电压表测量对象断路。
（3）滑动变阻器连入电路的阻值最大时，电路中总电阻最大，由欧姆定律可知电路中电流最小，所以选择0.1A进行计算。
（4）由图像可知，电压一定时，电流与电阻图像是反比例函数图象，说明电压一定时，电流与电阻成反比。
【解答】（1）电压表测电阻的电压，滑动变阻器的滑片P向A端移动，电压表示数变大，由欧姆定律U=IR，电路的电流变大，故变阻器连入电路的电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中，如图所示
。
（2）A、电压表的量程太大，电压表示数不会为零，只是指针偏转角度很小，故A不符合题意；
B、若电阻R发生了断路，则电流表示数为0，电压表串联在电路中测电源电压，故B不符合题意；
C、若电阻R发生了短路，电压表示数为0，电路为通路，此时电阻变小，电流表示数变大，故C符合题意；
D、滑动变阻器发生了短路，电路为通路，电流表有示数，电压表测电源电压有示数，故D不符合题意。
故答案为：C。
（3）由图丙可知，定值电阻两端的电压
UV=IR=0.6A×5Ω=…=0.1A×30Ω=3V
根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压
U滑=U-UV=6V-3V=3V
滑动变阻器分得的电压与电压表示数相同，根据串联电路分压规律，可知滑动变阻器接入电路中的电阻和定值电阻R的阻值相同，所以滑动变阻器的最大阻值至少为30Ω，故选择的规格为：“60Ω，1A”。
（4）根据图丙可知：在导体两端电压一定时，通过导体的电流与其电阻成反比。
（1）电压表测电阻的电压，滑动变阻器的滑片P向A端移动，电压表示数变大，由欧姆定律U=IR，电路的电流变大，故变阻器连入电路的电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中，如图所示：。
（2）A．电压表的量程太大，电压表示数不会为零，只是指针偏转角度很小，故A不符合题意；
B．若电阻R发生了断路，则电流表示数为0，电压表串联在电路中测电源电压，故B不符合题意；
C．若电阻R发生了短路，电压表示数为0，电路为通路，此时电阻变小，电流表示数变大，故C符合题意；
D．滑动变阻器发生了短路，电路为通路，电流表有示数，电压表测电源电压有示数，故D不符合题意。
故选C。
（3）由图丙可知，定值电阻两端的电压
UV=IR=0.6A×5Ω=…=0.1A×30Ω=3V
根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压
U滑=U-UV=6V-3V=3V
滑动变阻器分得的电压与电压表示数相同，根据串联电路分压规律，可知滑动变阻器接入电路中的电阻和定值电阻R的阻值相同，所以滑动变阻器的最大阻值至少为30Ω，故选择的规格为：“60Ω，1A”。
（4）根据图丙可知：在导体两端电压一定时，通过导体的电流与其电阻成反比。
9．在测量小灯泡电功率的实验中，电源电压为 4.5V，小灯泡的额定电压为 2.5V，小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω。
（1）用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。要求：当滑动变阻器的滑片向左移动时，其接入电路的电阻变大，连线不得交叉。
（2）闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表无示数，则出现故障可能是　 　。
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑片 P 到某一位置时，电压表示数如图乙所示，若想测量小灯泡的额定功率，接下来的操作是　 　。
（4）测得小灯泡的额定功率后，把小灯泡两端的电压调为额定电压的一半，发现测得的实际功率大于额定功率的四分之一，请对其原因加以分析：　 　。
【答案】（1）
（2）小灯泡断路
（3）向右移动滑片P，使电压表示数为2.5V
（4）当小灯泡两端的电压调为额定电压的一半，灯丝的电阻随温度的降低也减小了，根据可知测得的实际功率大于其额定功率的四分之一。
【知识点】小灯泡电功率的影响因素
【解析】【分析】 （1）根据当滑动变阻器的滑片向左移动时，连入电路的电阻变大，确定为阻器的连接；由欧姆定律求出灯正常工作时的电流，确定电流表选用量程与灯串联；
（2）若电流表示数为0，灯不亮，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，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，则与电压表并联的灯泡断路了；
（3）灯在额定电压下正常发光，根据图中电压表小量程读数，比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律及分压原理确滑片移动的方向；
（4）根据知，在电阻R不变时，电压为原来的二分之一，功率为原来的四分之一，由灯丝的电阻随温度的降低而减小分析。
【解答】 （1）当滑动变阻器的滑片向左移动时，连入电路的电阻变大，即滑片以右电阻丝连入电器中；小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω，由欧姆定律，灯正常工作时的电流：，电流表选用小量程与灯串联，如下所示：
（2）经分析。发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表无示数，则出现故障的原因可能是：灯泡断路；
（3）灯在额定电压下正常发光，图中电压选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.2V，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数为额定电压。
（4）根据知，在电阻R不变时，电压为原来的二分之一，功率为原来的四分之一，但因灯丝的电阻随温度的降低而减小，故小灯泡两端的电压调为额定电压的一半，通过小灯泡的电流大于额定电流的一半，故发现测得的实际功率大于其额定功率的四分之一。
10．在探究“电流与电阻的关系”的实验中，所用的器材有：学生电源(4伏)，阻值为5欧、10欧、20欧的定值电阻，“15Ω 1A”的滑动变阻器，电流表，电压表，开关和导线若干。
（1）请将电路连接完整。
（2）小金连好电路，闭合开关后发现电压表的示数为电源电压、电流表的示数为零，则发生故障的原因可能是____(填字母)。
A．R开路 B．R短路
C．滑动变阻器开路 D．滑动变阻器短路
（3）排除故障后，小金将不同阻值的定值电阻分别接入电路，调节滑动变阻器，测量电压为2伏时通过不同电阻的电流。该实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外，还有　 　。
（4）实验中，若将定值电阻换成20欧的，则无法达到实验目的，其原因是　 　。
【答案】（1）(答案不唯一)
（2）A
（3）控制定值电阻两端的电压不变
（4）滑动变阻器的最大阻值太小
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】（1）滑动变阻器上下各选一个接线柱串联在电路中；
（2）小金连好电路，闭合开关后发现电流表示数为零，说明电路可能断路，电压表示数为电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了；
（3）根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压相同，据此分析滑动变阻器的作用；
（4）根据串联电路电压的规律求出滑动变阻器分得的电压，根据分压原理，求出当接入20Ω电阻时滑动变阻器连入电路中的电阻，据此分析。
【解答】 （1）滑动变阻器上下各选一个接线柱与开关串联在电路中，如图所示：
；
（2）小金连好电路，闭合开关后发现电流表示数为零，说明电路可能断路，电压表示数为电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，即发生故障的原因可能是.R断路，故选A；
（3）根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压相同，因此本实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外，还有一个作用是控制定值电阻两端的电压不变；
（4）电阻两端的电压始终保持2V不变，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压：U滑=4V-2V=2V，滑动变阻器分得的电压为电压表示数的倍，根据分压原理，当接入20Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻为：R滑=1×20Ω=20Ω＞15Ω，故实验中，将定值电阻换成20Ω，无法达到实验目的，其原因是滑动变阻器最大阻值太小。
11．小舟利用两节干电池、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、阻值为5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻各一个以及导线若干等器材，进行了“探究电流与电阻的关系”的实验：
次数 电阻R/Ω 电流 I/A
1 5 0.4
2 10 0.2
3 20 0.1
（1）请用笔画线代替导线将图中实物图连接完整，要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表示数变大。　 　。
（2）先把5Ω的电阻接入电路中，将滑片移至阻值最大端，闭合开关后，发现电压表与电流表均无示数，电路故障可能是滑动变阻器　 　。
（3）排除故障后多次实验，数据记录如上表，由此得出结论：在电压一定时，　 　。
（4）利用以上器材，　 　(选填“能”或“不能”)测量铭牌模糊不清的滑动变阻器的最大阻值。
【答案】（1）
（2）开路(断路)
（3）通过导体的电流与导体的电阻成反比
（4）能
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】（1）滑动变阻器的滑片向左移动时电流表示数变大，说明电路中电阻变小，据此确定变阻器应选左下接线柱串联在电路中；
（2）根据闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数、电压表无示数判断电路的故障；
（3）利用表中数据，根据电流与电阻的乘积为一定值得出结论；
【解答】（1）滑动变阻器的滑片向右移动时电流表示数变大，说明电路中电阻变小，故变阻器应选右下接线柱与电源串联在电路中，如下图所示：
（2）闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，说明电路出现了断路现象，电压表无示数，说明电压表与电源之间没有接通，出现故障的原因可能是滑动变阻器断路；
（3）由表中数据可知，电流与电阻的乘积UV=IR=5Ω×0.4A=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=2V，为一定值，故可以得出的结论是：在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；
（4）将滑动变阻器阻值调至最大，接入电路，闭合开关，读出此时电流表的示数和电压表的示数，根据欧姆定律，此时为定值电阻与滑动变阻器最大阻值之和，已知定值电阻阻值，可求出滑动变阻器的最大阻值。所以利用以上器材能测量铭牌模糊不清的滑动变阻器的最大阻值。
12． 图甲是小金测定小灯泡额定功率的电路，小灯泡上标有“3.8V”字样。
序号 电流I/A 电压 U/V 功率 P/W 额定功率 P/W
1 0.26 3.2 0.83 0.83W+P2+1.34W3
2 I2 3.8 P2
3 0.32 4.2 1.34
（1）请完成实物图甲的连接(要求滑片在向右移动时小灯泡变暗)。
（2）完成电路连接后闭合开关，小金发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，小金分析故障原因是　 　。
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，当电压表的示数为3.8V时，电流的示数如图乙所示，记录表格。计算此时小灯泡的功率P2为　 　W。
（4）小金根据实验记录表的数据处理，得到小灯泡的额定功率，请问是否合理并说明理由　 　。
【答案】（1）
（2）小灯泡短路或电压表短路
（3）1.14W
（4）不合理；不同电压下小灯泡的功率是不同的，取几次功率的平均值没有意义。
【知识点】测定小灯泡的功率；小灯泡电功率的影响因素
【解析】【分析】 （1）滑片在向右移动时小灯泡变暗，说明电路中电流变小，滑动变阻器阻值变大，据此确定滑动变阻器选用的下端接线柱；
（2）完成电路连接后闭合开关，小金发现电流表有示数，说明电路是通路，小灯泡不亮，电压表无示数，说明电压表并联的电路短路或电压表短路；
（3）根据电流表选用量程确定分度值读数，利用P=UI求出小灯泡的额定功率；
（4）只有灯在额定电压下的功率为额定功率，将实际功率的平均值作为额定功率没有意义。
【解答】 （1）滑片在向右移动时小灯泡变暗，说明电路中电流变小，滑动变阻器阻值变大，故滑动变阻器选用左下接线柱与开关串联在电路中，如下图所示：
；
（2）完成电路连接后闭合开关，小金发现电流表有示数，说明电路是通路，小灯泡不亮，电压表无示数，说明电压表并联的电路短路或电压表短路，即故障原因是小灯泡短路或电压表短路；
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，当电压表的示数为3.8V时，电流的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.3A，则小灯泡的功率P2为：
P2=U2I2=3.8V×0.3A=1.14W；
（4）不同电压下灯的实际功率是不同的，灯只有在额定电压下的功率为额定功率，所以将几次实际功率的平均值作为额定功率没有意义，是不合理的。
13．如图是探究“电流与电阻的关系”的实验电路。已知电源电压为5V，滑动变阻器规格为“20Ω 1A”，选择的定值电阻阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω。
（1）根据图甲所示实物图在虚线框内丙图中画出电路图； （学生电源符号用电池组符号表示）
（2）小科正确连接电路后，闭合开关S时，发现电流表、电压表指针均指向零刻度；假设电路只有一处故障，出现这一现象的原因可能是____（选填字母）；
A．定值电阻短路 B．定值电阻断路
C．滑动变阻器断路 D．滑动变阻器短路
（3）排除故障后，小科测出多组数据并绘制成图乙；实验过程中，当定值电阻由5Ω换成10Ω后，接下来的操作是　 　，再读出电流表的示数；
（4）小科对小科所绘制的图乙提出质疑，她指出其中一组数据与事实不符，请分析说明小科的判断依据是：　 　。
【答案】（1）
（2）C
（3）将滑动变阻器的滑片应向B端移动，使电压表的示数为2.5V
（4）滑动变阻器的最大电阻为20Ω，定值阻值最大为25Ω，则电路的电阻最大值为R大=20Ω+25Ω=45Ω那么电路中的最小电流为所以图乙中数据中定值电阻为25Ω时，电流大小为0.1A与事实不符。
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】（1）根据实物图画出电路图；
（2）若闭合开关S时，发现电流表指针不动，说明电路可能断路；电压表指针不动，说明故障原因可能是滑动变阻器断路；
（3）10Ω定值电阻接入电路，根据图乙可知对应的电流，根据欧姆定律得出电阻的电压；根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压不变，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向；
（4）根据电阻的串联求出电路中的最大电阻，由欧姆定律求电路中的最小电流。
【解答】（1）根据实物图可知，电压表与定值电阻R并联，电流表、定值电阻和滑动变阻器串联，所以作出电路图，如下图所示：
（2）若闭合开关S时，发现电流表指针指向零刻度，说明电路可能断路；电压表指针不动，说明故障原因可能是滑动变阻器断路，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
（3）由图乙可知，实验中定值电阻两端保持的电压为
根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，则定值电阻两端的电压增大；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，应增大滑动变阻器两端的电压，由串联分压原理可知，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以将滑动变阻器的滑片应向B端移动，使电压表的示数为2.5V，再读出电流表的示数。
（4）滑动变阻器的最大电阻为20Ω，定值阻值最大为25Ω，则电路的电阻最大值为R大=20Ω+25Ω=45Ω
那么电路中的最小电流为
所以图乙中数据中定值电阻为25Ω时，电流大小为0.1A与事实不符。
（1）根据实物图可知，电压表与定值电阻R并联，电流表、定值电阻和滑动变阻器串联，所以作出电路图，如下图所示：
（2）若闭合开关S时，发现电流表指针指向零刻度，说明电路可能断路；电压表指针不动，说明故障原因可能是滑动变阻器断路，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
（3）由图乙可知，实验中定值电阻两端保持的电压为
根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，则定值电阻两端的电压增大；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，应增大滑动变阻器两端的电压，由串联分压原理可知，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以将滑动变阻器的滑片应向B端移动，使电压表的示数为2.5V，再读出电流表的示数。
（4）滑动变阻器的最大电阻为20Ω，定值阻值最大为25Ω，则电路的电阻最大值为R大=20Ω+25Ω=45Ω
那么电路中的最小电流为
所以图乙中数据中定值电阻为25Ω时，电流大小为0.1A与事实不符。
14．如图为小明和同学们一起测量小灯泡的电功率的实验电路(小灯泡标有“2.5V”的字样)。
（1）请你用笔画线代替导线帮小明把图甲的实物电路补充完整。(要求滑片向左移动时灯泡变暗)。
（2）连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片 P，小明发现小灯泡始终不亮，电流表无示数，电压表示数接近3 V，则电路中可能的故障原因是　 　。
（3）排除故障后，闭合开关调节滑动变阻器阻值使电压表示数为2.5V，记录此时电流表读数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　 　。
（4）有同学认为此实验器材还可以探究电流与电压的关系，请判断能否实现并说明理由：　 　。
【答案】（1）
（2）灯泡处断路(或灯丝断了、灯泡坏了)
（3）0.7 W
（4）不能；因为灯丝的电阻随温度的改变而改变，无法保持电阻不变(或能实现；只要小灯泡灯丝选择电阻受温度影响较小的材料制成即可)
【知识点】电功率计算公式的应用；测定小灯泡的功率
【解析】【分析】（1）滑动变阻器连入电路的有效长度越大，电阻越大。
（2）电压表测量对象断路的现象：电压表示数约为电源电压，电流表没有示数；电压表测量对象短路的现象：电压表没有示数，电流表有示数。
（3）电流表小量程的分度值为0.02A。
（4）根据控制变量法，探究电流与电压的关系时，要控制电阻不变。
【解答】（1）要求滑片向左移时灯泡变暗，说明滑片向左移时，滑动变阻器连入电路的阻值增大，故用将导线将滑动变阻器的右下角接线柱与电流表的负接线柱相连。
（2）由实物图可知，电压表测量的是灯泡两端的电压，此时电流表没有示数，说明电路中可能存在断路，电压表示数约为电源电压，则故障原因是灯泡断路，电压表串联进电路，电压表阻值很大，所以电路中电流很小，电流表测不出电流大小，灯泡也不能发光。
（3）电流表连接的是小量程，示数为0.28A，灯泡的额定功率为。
（4）探究电流与电压的关系时，要控制电阻的阻值不变，灯泡的电阻会随着温度的变化而变化，不是一个定值，所以不能用于探究电流与电压的关系。若灯泡的电阻不会随着温度的变化而变化，则可以探究电流与电压的关系。
15． 小科探究通过导体的电流与其两端电压的关系，选用的实验器材有：电压恒为4.5伏的电源、电流表、电压表、定值电阻R(5欧)、滑动变阻器R' (20欧 1安)和开关各一个及导线若干。
（1）小科设计的电路图如图甲所示，请用笔画线代替导线完成图乙的实物连接。 (要求：滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表示数变小，导线不能交叉)
（2）闭合开关后，发现电流表有示数，电压表无示数。则该电路出现的故障可能是　 　。
（3）排除故障后，小科调节滑动变阻器滑片P的位置，多次改变电压表示数，读取并记录电流表示数，测得5组数据并绘制电流与电压的关系曲线，如图丙所示。老师发现其中有一组数据存在错误，请你指出并说明原因　 　。
【答案】（1）
（2）定值电阻短路
（3）第一组数据滑动变阻器需要连入的阻值大于其最大阻值，所以第一组数据是错误的。
【知识点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用；欧姆定律及其应用；探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】（1）滑动变阻器通过改变连入电路的有效长度来改变连入电路的阻值，有效长度越长，阻值越大；电压表并联在定值电阻两端，电流表串联在定值电阻两端。
（2）电流表有示数说明电路中不存在断路的情况，电压表没有示数，故障可能为电压表测量对象断路。
（3）滑动变阻器连入电路的阻值越大，电路中电流越小，用最小电流计算最大阻值。
【解答】（1）滑片向右移，电流表示数变小，说明滑动变阻器连入电路的阻值增大，如图所示
（2）闭合开关后，电流表有示数，说明电路中有电流经过，故障可能是定值电阻短路，电压表相当于测量一段导线两端的电压，所以没有示数。
（3）第一组数据电流为0.1A，定值电阻两端的电压为0.5V，则此时滑动变阻器的阻值为，大于滑动变阻器的最大阻值，所以这一组数据存在错误。
16．小华利用图甲所示电路来测定不同电压下小灯泡的功率(灯泡电阻约8Ω，其他部分器材的规格已标明)。
（1）实验中，小华发现无论怎样调节滑动变阻器，两电表指针始终处于图乙所示位置，则导线　 　(填序号)出现了断路的故障，需要重新连接。
（2）故障排除后，小华进行了5次实验，记录实验数据并在U-I图像中描点，得到小灯泡两端的电压与电流的关系图像如图丙所示。则根据记录的数据和图像可知：实验中滑动变阻器的规格可能为下列选项中的 (填字母)。
A．5Ω 2A B．10Ω 2A C．20Ω 1A D．30Ω 1A
（3）小华发现可以通过图像直接得出灯泡功率大小与电压的关系，请在答题卡相应位置用阴影表示灯泡在 1.5V时的功率大小。
（4）交流分析时，小华觉得不需要重新测量就可以在图像中继续画出通过滑动变阻器的电流与它两端电压的关系，如图丁，其中符合实际的曲线是　 　(填“①”“②”或“③”)。
【答案】（1）①
（2）D
（3）
（4）①
【知识点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】（1）在测量小灯泡电功率的实验中，如果灯泡发生断路，那么电压表串联在电路中，此时电压表测电源电压，则示数等于电源电压。由于电压表的内阻很大，因此电流表的示数几乎为零。
（2）根据丙图确定电路的最小电流，根据欧姆定律计算此时的总电阻，根据R变=R总-RL计算变阻器接入的阻值即可；
（3）根据P=UI，结合长方形的面积公式S=ab分析解答；
（4）根据串联电路的分压规律U总=UL+U变分析判断。
【解答】（1）根据乙图可知，当调节滑动变阻器时，电压表的示数始终为3V，而电流表的示数始终为零，那么应该为灯泡位置出现断路。由于导线②与电压表相连，而电压表有示数，那么②是正常的，那么只能是导线①断路。
（2）根据丙图可知，电路的最小电流为0.1A，
则此时最大总电阻为：；
此时变阻器接入的最大阻值为：R变=R总-RL=30Ω-8Ω=22Ω；
故选D。
（3）根据P=UI可知，灯泡在1.5V时的电功率其实就是一个长为0.2A，宽为1.5V的长方形的面积，如下图所示：
（4）根据U总=UL+U变可知，电源电压为3V，灯泡电压为1.5V时，变阻器两端的电压也是1.5V，即灯泡的图像和变阻器的图像在这个位置相交，故选①。
17． 小明和小丽所在的A、B两个实验组在实验课上利用如图甲所示的电路分组探究“电流跟电阻的关系”。实验器材有：电源电压为6V的电源；阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻；滑动变阻器；电流表；电压表；开关；导线若干。
（1）小明正确连接好电路，在闭合开关前发现电流表的指针如图所示，则应该进行的操作　 　。
（2）改正后闭合开关，发现电压表示数接近电源电压，而电流表示数为零，该电路的故障为R　 　。 (选填“断路”或“短路”)
（3）在探究电流与电阻的关系的实验中，A、B两组同学根据各自的实验数据作出了如图乙所示的I-R图像，经讨论，一致认为A组同学的I-R图像是错误的，请说明该组操作中存在的问题是 　 　。
（4）分析图乙B组同学的数据可知，他们选择的滑动变阻器的规格是：____(填字母)。
A．20Ω， 1A B．40Ω， 0.2A C．50Ω， 1A
【答案】（1）将电流表调零
（2）电阻R断路
（3）A组同学的I-R图像是错误的，因为没有控制定值电阻两端的电压不变；
（4）C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】 （1）根据电流表的使用方法解答；
（2）电流表示数为零，说明电路断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表两接线柱间的电路是通路，分析故障原因；
（3）在探究电流与电阻的关系时，要控制定值电阻两端的电压不变，根据图乙利用欧姆定律分析解答；
（4）探究电流与电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变；根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压，根据分压原理，求出当接入20Ω电阻时变阻器连入电路中的电阻，根据欧姆定律求出电路中的最大电流，进而确定滑动变阻器的规格。
【解答】 （1）在连接电路闭合开关前，发现电流表指针位置如图所示，指针没有正对零刻度线，其原因是：电流表没有调零，所以应该进行的操作是将电流表调零；
（2）闭合开关，电流表示数为零，说明电路断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表两接线柱间的电路是通路，电压表被串联在电路中，则故障原因可能是电阻R断路；
（3）探究电流与电阻关系时要控制定值电阻两端的电压不变，由图乙A的I-R图像可知，四次实验中，定值电阻两端的电压：UV=IR=0.2A×20Ω≠…≠0.4A×5Ω，
由图乙B的I-R图像可知，四次实验中，定值电阻两端的电压：UV=IR=0.1A×20Ω=…=0.4A×5Ω=2V，即A同学没有控制定值电阻两端的电压不变，B同学控制定值电阻两端的电压不变，因此A同学的实验操作是错误的；
（4）定值电阻两端的电压始终保持UV=2V，
根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压：U滑=U-UV=6V-2V=4V，
滑动变阻器分得的电压为电压表示数的倍，
根据分压原理，当接入20Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻为：R滑=2×20Ω=40Ω＞20Ω，
由欧姆定律可知，当定值电阻的阻值最小时，电路中的电流最大，
为：。
故选C。
18．在探究“同一导体中的电流与它两端电压关系”的实验中，小科设计了图甲电路图来进行实验。
（1）图中有一根导线连接错误，请你在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的连接方式。
（2）在正确连接电路后，闭合开关，将滑动变阻器的滑片由最左端移到最右端的过程中，小灯泡始终不发光，电流表示数为零，电压表示数较大，经检查两电表均正常且导线连接正确，则电路故障是　 　。
（3）在这个实验中，滑动变阻器的作用是　 　。
（4）如图乙所示是小科根据实验数据绘出的电流I与电压 U关系的图像，发现电流与电压不成正比，跟书本中的结论不一致，请分析原因并提出改进方案。
　 　。
【答案】（1）
（2）小灯泡断路
（3）保护电路；改变小灯泡两端电压，多次实验寻找普遍规律
（4）小灯泡电阻随温度变化而变化，改用定值电阻进行实验
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】电路连接：探究 “同一导体中的电流与它两端电压关系” 实验，应将电压表并联在定值电阻两端，电流表与定值电阻串联，以此判断导线连接错误之处。
电路故障分析：根据灯泡不发光、电流表示数为零（断路特征）、电压表示数较大（与电源连通）来判断故障。
滑动变阻器作用：在电学实验中，滑动变阻器一方面可保护电路，另一方面能改变用电器两端电压，多次实验寻找普遍规律 。
图像分析：从影响电阻的因素角度分析电流与电压不成正比原因，再思考改进方案。
【解答】（1）在探究 “同一导体中的电流与它两端电压关系” 实验中，电压表应并联在小灯泡两端。观察原电路连接，发现电压表并联在了定值电阻和滑动变阻器两端，这是错误的。应去掉小灯泡与滑动变阻器之间连接电压表负接线柱的导线，将电压表负接线柱与小灯泡左端接线柱连接。
（2）闭合开关，滑动变阻器滑片移动过程中，小灯泡不发光且电流表示数为零，说明电路存在断路。又因为电压表示数较大，且两电表正常、导线连接正确，这表明电压表与电源连通，所以故障是小灯泡断路。
（3）在该实验中，滑动变阻器在闭合开关前，将其阻值调到最大，可防止电路中电流过大，起到保护电路作用；同时，通过改变自身阻值，能改变定值电阻两端的电压，进行多次实验，从而寻找电流与电压关系的普遍规律 。
（4）原因：小灯泡的电阻受温度影响，当通过小灯泡的电流变化时，其发热功率改变，温度改变，电阻也随之改变，不满足 “同一导体（电阻不变）” 这一条件，所以电流与电压不成正比。改进方案：将小灯泡换成定值电阻，因为定值电阻阻值不随温度变化而改变，能满足探究 “同一导体中的电流与它两端电压关系” 实验中电阻不变的要求。
19．小科在“探究电功率与电流关系”的实验中，连接了如图甲的电路，其中电源电压保持6V不变，R为定值电阻。
（1）实验开始前，小科需要将滑动变阻器的滑片移到　 　端（填空“A”或“B”）；
（2）实验中，小科发现无论怎样调节滑动变阻器，两电表指针始终处于图乙所示位置，由此可以推断电路故障是　 　；
（3）替换了问题器材后，小科移动滑动变阻器进行多次实验，绘制了电阻R电功率（曲线A）和电路总功率（曲线B）随电流变化图像（如图丙），分析可知小科用的定值电阻阻值为　 　Ω；请根据图丙推测滑动变阻器功率随电流变化的规律，并说明推测的依据：　 　。
【答案】（1）A
（2）电阻R断路
（3）10；从图中可知，随着电流的增大，总功率和定值电阻的功率之差先变大、后变小，故滑动变阻器消耗功率随电流大小的变化情况是先变大、后变小
【知识点】测定小灯泡的功率；电功率
【解析】【分析】（1）为了保护电路，实验开始前，小科需要将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处；
（2）电流表没有示数，说明电路可能断路，而电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了；
（3）根据图丙利用P=UI求出定值电阻两端电压，据此求出电阻R的阻值；
从图中可知，随着电流的增大，总功率和定值电阻的功率之差先变大、后变小，据此得出滑动变阻器消耗功率随电流大小的变化情况。
【解答】（1）为了保护电路，实验开始前，小科需要将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，即A端。
（2）实验中，小科发现无论怎样调节滑动变阻器，两电表指针始终处于图乙所示位置，电流表没有示数，说明电路断路，而电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，即可以推断电路故障是电阻R断路。
（3）由图丙知道，当电路中的电流为0.6A时，电阻R电功率为3.6W，则电阻R两端电压为
故电阻R的阻值为
从图中可知，随着电流的增大，总功率和定值电阻的功率之差先变大、后变小，故滑动变阻器消耗功率随电流大小的变化情况是先变大、后变小。
（1）为了保护电路，实验开始前，小科需要将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，即A端。
（2）实验中，小科发现无论怎样调节滑动变阻器，两电表指针始终处于图乙所示位置，电流表没有示数，说明电路断路，而电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，即可以推断电路故障是电阻R断路。
（3）由图丙知道，当电路中的电流为0.6A时，电阻R电功率为3.6W，则电阻R两端电压为
故电阻R的阻值为
从图中可知，随着电流的增大，总功率和定值电阻的功率之差先变大、后变小，故滑动变阻器消耗功率随电流大小的变化情况是先变大、后变小。
20．小科和同学们在做“研究电流与电压的关系”的实验过程中：
（1）小科和同学们经过讨论，完成了“研究电流与电压的关系”两次实验电路的设计，如图甲、乙所示。由图甲改进为图乙，是因为使用滑动变阻器既能保护电路，又能改变　 　，进行多次测量，方便寻找普遍规律。
（2）请用笔画线代替导线，帮助小科按电路图乙，将图丙中的实物电路连接完整。
（3）小科连完电路，闭合开关后，发现电流表的示数为0，电压表有示数。若电路仅有一处故障，则故障为　 　。
（4）在排除故障后，用同一定值电阻进行实验，移动滑动变阻器的滑片P位于不同位置，读出电表的示数并记录数据如表，则可得出结论　 　。
电压U/伏 3.00 2.50 2.00 1.50
电流I/安 0.30 0.25 0.20 0.15
【答案】（1）定值电阻R两端的电压
（2）
（3）定值电阻R断路
（4）导体的电阻一定时，通过导体的电流与其两端的电压成正比
【知识点】欧姆定律及其应用；探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】（1）串联电路电阻越大，分压越大，所以滑动变阻器连入电路的阻值发生改变时，定值电阻两端的电压也会发生改变。
（2）连接实物图时，滑片移动后电阻变化情况要与电路图保持一致。
（3）电压表有示数，电流表没有示数，一般为电压表的测量对象断路；电压表没有示数，电流表有示数，一般为电压表测量对象短路。
（4）根据表中数据可得结论，要注意控制变量。
【解答】（1）在探究电流与电压的关系时，需要获得多组数据，连入的滑动变阻器可以改变定值电阻两端的电压和经过电阻的电流，获得多组数据。
（2）由图乙可知，滑片向左移，滑动变阻器连入电路的阻值增大，所以应将滑动变阻器的B端接线柱连入电路。
（3）电流表示数为0，说明电路中可能存在断路，电压表有示数，则故障是电压表的测量对象定值电阻断路，电压表串联进电路，相当于测量电源电压。
（4）由表中数据可知，定值电阻两端的电压变小，流过定阻的电流也变小，故可得：在电阻一定时，电流与电压成正比。
21． 小王和小朱所在的A、B两个实验组在实验课上利用如图甲所示的电路分组探究“电流跟电阻的关系”。实验器材有：电源电压为 6V 的电源，阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻，滑动变阻器，电流表，电压表，开关，导线若干。
（1）小王按照要求正确连接好电路，在闭合开关前发现电流表的指针如图所示，则接下来应该进行的操作是　 　。
（2）改正后闭合开关，发现电压表示数接近电源电压，而电流表示数为零，该电路的故障为　 　。
（3）在探究电流与电阻的关系的实验中，A、B两组同学根据各自的实验数据作出了如图乙所示的I-R图像，经讨论，一致认为A组同学的I-R图像是错误的，请说明该组操作中存在的问题是　 　。
（4）分析图乙B组同学的数据可知，他们选择的滑动变阻器的规格是：____(填字母)。
A．20Ω， 1A B．40Ω， 0.2A C．50Ω， 1A
【答案】（1）将电流表调零
（2）R断路
（3）没有控制定值电阻两端的电压不变
（4）C
【知识点】电流的测量及电流表的使用；电阻和电阻的串联、并联；欧姆定律及其应用；探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】（1）闭合开关后，电流表指针向左偏，原因是正负接线柱接反。
（2）电压表测量对象断路时，电流表没有示数，电压表示数接近电源电压；电压表测量对象短路时，电流表有示数，电压表没有示数。
（3）在探究电流与电阻的关系时，由欧姆定律可知，应控制定值电阻两端电压不变。
（4）利用欧姆定律计算滑动变阻器连入电路的最大值，所选滑动变阻器的最大阻值要大于或等于该最大阻值，还要考虑滑动变阻器运行通过的最大电流。
【解答】（1）闭合开关前，电路中没有电流经过，电流表指针没有指示刻度线，说明没有进行调零，接下来应将电流表调零。
（2）电流表示数为零，说明电路中可能存在断路，电压表示数接近电源电压，则故障原因是定值电阻R断路，电压表串联进电路，电压表阻值很大，所以电流表示数为零。
（3）由图像中的数据可知，当电阻为5欧姆时，电流为0.4A，由欧姆定律可知，定值电阻两端的电压为2V；当电阻为10欧姆时，电流为0.3A，定值电阻两端的电压为3V，没有控制定值电阻两端的电压相同，所以A图像是错误的。
（4）当滑动变阻器连入电路的阻值越大时，电路中电流越小，由图乙可知，电路中最小电流为0.1A，此时电路中的总电阻为，滑动变阻器的阻值为。电路中最大电流为0.4A，所以滑动变阻器运行通过的电流要大于等于0.4A。
故答案为：C。
22．小宁为测定一只标有“2.5 V”字样的灯泡的电阻，按照如图甲所示电路开展实验，并将电压表和电流表的示数记录并绘制图像，如图丙所示。研究图丙数据发现小灯泡的电阻并不是一个固定值，小宁认为可能是灯泡两端的电压影响了小灯泡灯丝的电阻，而小科认为可能是温度影响了小灯泡灯丝的电阻。他们打破小灯泡的玻璃，将小灯泡的灯丝分别浸泡在 的蒸馏水恒温水浴中重复实验，得到如图丁所示的图像。
（1）连接好电路，闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，小灯泡都不发光，电流表指针有较大偏转，电压表几乎不偏转，出现这种现象的原因可能是　 　。
（2）电路故障排除后，闭合开关，电压表选择量程为“0~3 V”，示数如图乙所示，若要测定小灯泡正常发光时的电阻，闭合开关后的下一步操作是　 　。
（3）他们将小灯泡的灯丝浸泡在不同温度下的恒温水浴中进行实验，结果如图丁所示，分析图像，你认为谁的观点正确，并说明理由：　 　。
【答案】（1）小灯泡短路
（2）向右移动滑片使电压表示数为2.5 V，并记录此时电流表示数
（3）小科的观点是正确的，理由是根据图丁可知，灯丝温度不变时，电流与电压成正比，电阻保持不变，电阻不随电压的增大而增大；不同温度，电压相同，电阻不同，电阻随温度升高而增大
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】（1）根据甲图可知，当小灯泡发生短路时，与它并联的电压表同时被短路，因此灯泡不发光，电压表没有示数。由于电流表连接正常，因此电流表正常偏转。
（2）将实际电压与额定电压比较，从而确定电压表的示数变化方向，根据U总=UL+U变分析变阻器的电压变化，最后根据串联电路的分压规律确定变阻器的阻值变化，确定滑片的移动方向。
（3）根据灯泡的灯丝电阻随温度的变化规律分析解答。
【解答】（1） 连接好电路，闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，小灯泡都不发光，电流表指针有较大偏转，电压表几乎不偏转，出现这种现象的原因可能小灯泡短路。
（2）根据乙图可知，电压表的量程为0-3V，分度值为0.1V，则示数为2V。由于2.5V>2V，所以电压表的示数要变大。根据U总=UL+U变可知，变阻器的电压要变小。根据串联电路电压与电阻成正比可知，变阻器的阻值要减小，即滑片向右移动滑片使电压表的示数为2.5V，并记录此时电流表的示数。
23．已知电源电压恒为6V，小灯泡正常工作时电压为3.8V，电阻约为12Ω，滑动变阻器最大阻值为50Ω。
（1）由于电压表“0~15V”量程损坏，小科利用如图电路“测量小灯泡的额定功率”：
①请用笔画线代替导线，完成图甲实物电路的连接；　 　
②正确连接电路后，用开关试触，小科发现灯泡不亮、电压表瞬间满偏，电流表指针几乎不动，图甲电路发生的故障是　 　 。(电路只有一处故障)
③小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，小灯泡L1的额定功率为　 　W。
④测量完灯泡的额定功率后，小科又测量了几组数据，计算后发现灯丝电阻随其两端电压的增大而增大，原因是　 　。
（2）小金利用上述实验器材，连接了如图丙的实验电路图“探究电流与电阻的关系”，电压表量程为“0~3V”， 电流表量程为“0~0.6A”， 他选用了4Ω、8Ω、 10Ω、20Ω四个定值电阻。正确连接电路后，闭合开关，移动滑片，当选用4Ω的电阻时，电流表示数为0.5A，滑动变阻器阻值的移动范围　 　。
【答案】（1）；滑动变阻器断路；1.14；灯丝电阻随温度升高而增大
（2）8~40 Ω
【知识点】测定小灯泡的功率；小灯泡电功率的影响因素
【解析】【分析】 （1）①将电流表与滑动变阻器串联接入电路中；
②正确连接电路后，用开关试触，小科发现泡不亮，电流表指针几乎不动，说明电路可能断路；电压表瞬间满偏，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，则与电压表并联的支路断路了；
③根据图甲确定电流表量程，根据图乙确定分度值读数，根据P=UI算出灯泡的额定功率；
④灯丝的电阻随温度的升高而增大；
（2）探究电流与电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变；根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压，根据分压原理，求出当接入4Ω和20Ω电阻时滑动变阻器连入电路中的电阻，据此确定滑动变阻器阻值的移动范围。
【解答】 （1）①将电流表与滑动变阻器串联接入电路中，如下图所示：
；
②正确连接电路后，用开关试触，小明发现泡不亮，电流表指针几乎不动，说明电路可能断路；电压表瞬间满偏，说明电压表与电源连通，电压表被串联在电路中，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的支路断路了，故图甲电路发生的故障是滑动变阻器断路；
③由图甲可知，电流表选用小量程；当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，电流表分度值0.02A，其示数为0.3A，小灯泡L1的额定功率为：
PL=ULIL=3.8V×0.3A=1.14W；
④灯泡两端的电压增大，通过灯泡的电流也会增大，其实际功率变大，温度升高，灯丝的电阻随温度的升高而增大；
（2）探究电流与电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变；
当选用4Ω的电阻时，电流表示数为0.5A，电阻两端的电压UV=I1R1=0.5A×4Ω=2V；
根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压：
U滑=U-UV=6V-2V=4V，
滑动变阻器分得的电压为电压表示数的倍，根据分压原理，当接入4Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻为：
R滑小=2R1=2×4Ω=8Ω；
当接入20Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻为：
R滑大=2R4=2×20Ω=40Ω，
故滑动变阻器阻值的移动范围8～40Ω。
24．小刚做“测量小灯泡电功率”实验中，所用电源电压恒为6V，小灯泡的螺旋套上标有“2.5V”字样，其额定功率小于 1W，滑动变阻器的规格是“40Ω； 1A”。
（1）请你用笔画线代替导线，将图丙中未完成的电路连接好。(要求连好线后滑动变阻器滑片已经处于阻值最大处)　 　；
（2）闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，电路的故障可能是____；
A．灯泡短路 B．滑动变阻器短路
C．灯泡断路 D．滑动变阻器断路
（3）测完小灯泡的电功率之后，他还想要绘制出该用电器的P-I2和P-U2图像，如图，则可能正确的是____；
A． B．
C． D．
（4）另一组同学不改变其它电路元件及电路连接，探究电流与电阻的关系：用6Ω、10Ω、15Ω的定值电阻分别替代灯泡，若设定不变的电压值为1.2V，为顺利完成实验，可以在电路中再串联一个定值电阻，则该定值电阻最小值是　 　Ω。
【答案】（1）
（2）C
（3）B
（4）20
【知识点】电功的实质；电功率计算公式的应用；测定小灯泡的功率；电器的电功率；小灯泡电功率的影响因素
【解析】【分析】物理学名词，电流在单位时间内做的功叫做电功率。是用来表示消耗电能的快慢的物理量，用P表示，它的单位是瓦特（Watt），简称"瓦"，符号是W。作为表示电流做功快慢的物理量，一个用电器功率的大小数值上等于它在1秒内所消耗的电能。如果在"t"（SI单位为s）这么长的时间内消耗的电能“W”（SI单位为J），那么这个用电器的电功率就是P=W/t（定义式）电功率等于导体两端电压与通过导体电流的乘积。（P=U·I）。对于纯电阻电路，计算电功率还可以用公式P=I2R和P=U2 /R。
【解答】（1）
（2） 闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，说明是断路而不是断路，电压表有读数 ，所以只能是C灯泡断路；
（3）P=I2R或P=U2/R；所以都是一元二次方程，所以B正确；
（4）电源电压是6V，定值电阻两端是1.2V，所以其他的电阻的电压为4.8V，当定值电阻为15欧时，其他的电阻为60欧，因为滑动变阻器最大为40欧姆，所以 则该定值电阻最小值是20Ω。
故答案为：（1）（2）C（3）B（4）20
25．小科用如图甲所示的装置测量小灯泡在不同电压下的电功率。实验器材：三节新干电池、电流表、 电压表、额定电压2.5V的小灯泡、滑动变阻器、开关、导线若干。
（1）用笔画线代替导线，将图甲实物电路连接完整。要求：当滑动变阻器的滑片向左移动时，其接入电路的电阻变大，连线不得交叉。
（2）小科连接实物图后开始进行实验(已知各元件均无故障且操作无误)，他发现在闭合开关S后，无论如何调节滑片P，电压表的示数总是调不到零，其原因是　 　；
（3）小科请教老师后重新设计了图乙的电路图，解决了上述问题，从而测出了0~3V小灯泡电流值，并绘制出小灯泡完整的U--I|图像，如图丙，则小灯泡的额定电功率是　 　瓦；
（4）据图丙分析， 以下能正确反映小灯泡的实际功率 P与U2、I2关系的图像是　 　。
【答案】（1）
（2）在串联电路中，电源电压等于各用电器两端电压之和。小灯泡始终有一定电阻，所以它一定会分到一部分电压
（3）0.5
（4）BD
【知识点】小灯泡电功率的影响因素
【解析】【分析】（1）根据电阻变化确定变阻器选择的接线柱，然后补充甲图即可；
（2）根据串联电路的分压规律，结合灯泡有电阻分析解答；
（3）根据丙图确定灯泡的额定电流，根据P=UI计算灯泡额定功率；
（4）根据P=I2R和，结合灯丝电阻随温度的升高而增大解答。
【解答】（1）滑动变阻器应该与灯泡串联，滑片向左移动时电阻变大，那么应该选择右下角的接线柱与开关右端相连即可，如下图所示：
（2）小科连接实物图后开始进行实验(已知各元件均无故障且操作无误)，他发现在闭合开关S后，无论如何调节滑片P，电压表的示数总是调不到零，其原因是：在串联电路中，电源电压等于各用电器两端电压之和。小灯泡始终有一定电阻，所以它一定会分到一部分电压。
（3）根据丙图可知，灯泡的额定电流为0.2A，则额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（4）根据P=I2R可知，如果灯泡电阻不变，那么功率与I2成正比，即为一条斜线。因为灯丝电阻随着电压的增大而增大，所以图像向上弯曲，故选B；
根据可知，如果灯泡电阻不变，那么功率与I2成正比，即为一条斜线。因为灯丝电阻随着电压的增大而增大，所以图像向下弯曲，故选D。
26．为了测定小灯泡的电功率，小柯利用电压恒为3V的电源、合适规格的滑动变阻器、标有“2.5V”字样的小灯泡等器材按图甲方式连接电路进行实验。
（1）闭合开关后，小灯泡不亮，电压表有示数，电流表无示数，则电路中可能出现的故障是____。
A．滑动变阻器断路 B．电压表短路
C．小灯泡短路 D．小灯泡断路
（2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某点，电压表的示数如图乙所示，为测得小灯泡的额定功率，小柯接下去的操作是　 　。
（3）小柯将数学几何图像分析与电学知识融合，图丙为小灯泡的I-U图像，划分6块区域，面积分别为S1-S6，有了新的发现与收获：
①当电流为I1时，小灯泡的实际功率可以用图丙中的面积　 　表示。
②当电流为I1逐渐增大到I2时，请结合图中信息判断滑动变阻器功率的变化量△P滑与小灯泡实际功率的变化量△P灯哪一个更大，△Pm　 　△P灯(选填“>”、“<”或“=”) ， 并说明理由　 　。
【答案】（1）D
（2）滑片向左移动，直到电压表示数等于灯泡额定电压2.5V为止
（3）S1；<；△P 灯=S2+S4+S6， △P滑=S2-S6，所以△P滑<△P灯
【知识点】测定小灯泡的功率；小灯泡电功率的影响因素
【解析】【分析】（1）连接电路时开关应断开，滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值；灯泡不发光，说明电路出现了断路或灯泡短路现象，根据电流表和电压表的示数分析电路的故障；
（2）根据串联电路分压原理分析。
（3）根据功率P=UI，结合图中信息分析。
【解答】（1）闭合开关后，小灯泡不亮且电流表无示数，说明电路可能出现断路。
而电压表有示数，说明电压表与电源两极是连通的。由此可判断是与电压表并联的小灯泡断路，因为若滑动变阻器断路，电压表不会有示数；若电压表短路，电压表无示数；若小灯泡短路，电压表也无示数且电流表有示数，所以答案选 D。
（2）由图乙可知，电压表使用 0 - 3V 量程，分度值为 0.1V，此时示数小于小灯泡的额定电压 2.5V。
根据串联电路分压原理，要使小灯泡两端电压增大到额定电压 2.5V，应减小滑动变阻器接入电路的电阻，即滑片向左移动，直到电压表示数等于 2.5V 为止。
（3）①在 I - U 图像中，功率P=UI，当电流为I时，对应的电压与电流的乘积在图像中就是面积，所以小灯泡的实际功率可以用 S1 表示。
②电源电压不变，当电流为逐渐增大到时， 当电流为I1逐渐增大到I2时， 滑动变阻器功率的变化量 < △P滑与小灯泡实际功率的变化量△P灯， △P 灯=S2+S4+S6， △P滑=S2-S6，所以△P滑<△P灯 。
27．某同学在探究“电流与电阻的关系”实验时设计了图甲所示的电路图，电源电压恒为3V。
（1）请用笔画线代替导线，将图乙所示的实物图连接完整(导线不允许交叉)。
（2）正确连接电路后，闭合开关。该同学发现，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，两电表的指针始终处于图丙所示的状态，则电路故障可能是　 　。
（3）排除电路故障后继续实验，依次更换不同阻值的定值电阻，读出电流表的示数，实验数据如表所示。根据实验数据分析，该同学在实验操作中存在的错误是　 　。
实验次数 1 2 3 4
电阻R1/Ω 5 10 15 20
电流 I/A 0.20 0.15 0.12 0.10
（4）该同学采用上表中第1次实验数据后，为了按正确的操作完成10Ω、15Ω、20Ω时三组数据的测量，应选择最合适的滑动变阻器是　 　。(实验室有“20Ω2A”、“50Ω2A”和“100Ω2A”三种规格的滑动变阻器)
【答案】（1）
（2）定值电阻断路
（3）未控制定值电阻两端电压不变
（4）50Ω 2A或100Ω 2A
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【分析】（1）根据图甲实物电路可中小学教育资源及组卷应用平台
专题05 动态电路与故障分析
目 录
01 题型综述
02 解题攻略
提分秘籍
知识点一、动态电路题型
知识点二、故障电路
典例剖析
题型1电路的动态分析
题型2限制性电路分析
题型3电流表、电压表在判断电路故障中的应用
03 巩固练习
01题型综述
电路知识综合：需要学生掌握串联、并联电路的特点，欧姆定律、电功率等知识，能够根据电路故障现象，运用这些知识进行推理和判断。例如，根据串联电路中电流处处相等和欧姆定律，通过分析电流表和电压表的示数变化，判断故障位置是在电阻上还是在其他元件上。
与实际生活联系：常以家庭电路或一些简单的实际电路为背景，考查学生对电路故障的分析能力。如家庭电路中某几个用电器突然不工作了，让学生分析可能的故障原因，这就需要学生了解家庭电路的连接方式、熔断器、开关等元件的作用，以及安全用电知识等。
02解题攻略
一、动态电路解题秘籍
1、明确电路连接方式：拿到题目后，先对电路进行简化，去掉电压表（可视为断路）和电流表（可视为导线），判断电路是串联、并联还是混联。对于复杂电路，可采用电流路径法、节点法等方法来确定连接方式。
2、分析元件变化情况：重点关注滑动变阻器滑片的移动方向、开关的通断状态以及热敏电阻、光敏电阻等特殊元件的阻值变化原因和趋势。
二、故障分析解题秘籍
串联电路：若串联电路中有一个用电器断路，则整个电路断路，所有用电器都不工作，电流表无示数，电压表若与断路的用电器并联，则电压表有示数且接近电源电压；若某个用电器短路，则其他用电器仍能工作，电路中电流会增大。
并联电路：若并联电路中某一支路断路，只会影响该支路的用电器，其他支路用电器仍能正常工作，干路电流会减小；若某一支路短路，则会导致电源短路，所有用电器都不工作，电流表可能会因电流过大而损坏。
【提分秘籍】
知识点一、动态电路题型
1、电路变化分析题
滑动变阻器引起的变化：给出一个包含滑动变阻器的电路，如串联电路中滑动变阻器与定值电阻串联，通过分析滑动变阻器滑片移动时，电路中的总电阻、电流、各用电器两端电压的变化情况。例如，当滑片向增大电阻的方向移动时，要求判断电流表和电压表的示数变化。
开关通断引起的变化：电路中存在多个开关，通过分析开关的闭合与断开，导致电路连接方式发生改变，进而分析电路中电流、电压的变化。比如，在一个有多个支路的并联电路中，当某一支路的开关闭合或断开时，分析干路电流和其他支路电流、电压的变化。
2、电表读数与故障判断题
电表读数问题：根据给定的动态电路，结合欧姆定律等知识，计算电流表、电压表的读数。可能会涉及到电路在不同状态下，如滑动变阻器处于不同阻值时，或开关处于不同通断状态时电表的读数计算。
电路故障判断：给出动态电路中电表的示数情况或用电器的工作情况，判断电路中可能存在的故障。例如，电流表无示数，电压表有示数且接近电源电压，让考生判断电路中是哪部分出现了断路或短路故障。
3、图像分析题
U - I 图像：给出动态电路中某一元件或某一部分电路的电压 - 电流（U - I）图像，要求考生根据图像分析元件的电阻变化情况、电路中的功率变化等。比如，从 U - I 图像中判断电阻是定值电阻还是可变电阻，计算在不同电压下元件的电功率。
其他物理量随时间变化图像：如给出电容充电或放电过程中，电容电压随时间变化的图像，让考生根据图像分析充电或放电的快慢、时间常数等相关物理量，或者根据图像判断电路的工作状态等。
4、计算与综合应用题
简单计算：根据动态电路的已知条件，如电源电压、电阻值等，利用欧姆定律、电功率公式等进行简单计算。例如，计算电路在某一状态下的电流、某一电阻消耗的电功率等。
综合应用：将动态电路与其他知识，如力学中的电磁感应、热学中的电热等结合起来考查。比如，在一个电磁感应产生感应电流的动态电路中，结合焦耳定律计算产生的热量，或者结合力学知识分析导体棒在磁场中的受力和运动情况等。
知识点二、动态电路解题方法
一、电路的动态分析类问题解题之前要弄清的问题
(1)在观察电路的基础上，明确滑动变阻器、定值电阻、灯泡的连接方式，电流表测通过哪个电阻或哪几个元件中的电流，电压表测哪个电阳或哪几个元件两端的电压。
(2)弄清改变电阻的方法，利用滑动变阻器改变电阻还是利用开关改变电阻。
二、电路的动态分析，按这样的顺序分析
局部电阻如何变化→总电阻如何变化→由于电源电压不变，导致电路中电流如何变化→依据U=IR分析不变的电阳两端的电压如何变化→依据U变化的电阻=U总-U不变的阻分析变化的电阻两端的电压如何变化。1.含滑动变阻器的串联电路:由于电源电压不变，按以下思路分析:滑动变阻器电阻变化→总电阻变化→电流变化→定值电阻两端电压变化→滑动变阻器两端电压变化
2.含滑动变阻器的并联电路，由于电源电压不变，且并联电路中各个支路互相独立、互不影响，所以含定值电阻的支路各量都不变化，含滑动变阻器的支路，按以下思路分析:
滑动变阻器电阳变化→本支路电阳变化→本支路电流变化→干路总电流变化
3.当开关断开与闭合时，电路中的电阻怎样变化，运用电路关系、欧姆定律，推导出电路中的电流如何变化。电路中某元件两端的电压或电功率如何变化。
知识点三、故障电路
实验电路图 故障（有且只有一处） 现象
电压表 电流表
电流表被短接 有示数 无示数
电流表处断路 无示数 无示数
电压表被短接 无示数 有示数
电压表处断路
定值电阻被短接 无示数 有示数，且示数偏大
定值电阻处断路 有示数且接近电源电压 无示数
电压表串联在电路中
滑动变阻器上面两个接线柱接入电路 移动滑片，电表示数不变，电压表示数接近电源电压
滑动变阻器下面两个接线柱接入电路 移动滑片，电表示数不变
判断思路
1.因为电压表的内阻很大，当电压表直接与用电器串联连入电路时，电路可以看断路。此时电路中的电流表示数几乎为0，电压表的示数等于电源电压(题目中最常考到)。
2.当电压表与导线并联时，电压表被短路，其读数为零。
3.电流表的内阻很小，当电流表直接与用电器并联连入电路时，可以将其看作一段导线，用电器被短路。
4.用电流表、电压表或导线来检测故障
(1)电压表并联:有示数:并联部分以外通路，并联部分断路;
无示数:并联部分以外断路或并联部分短路。
(2)电流表并联:有示数:并联部分以外通路，并联部分断路;
无示数:并联部分以外断路或并联部分短路。
(3)导线并联:有特征的用电器(电灯、电表等)不工作:并联部分断路、并联部分以外断路、并联部分短路。
【典例剖析】
题型1电路的动态分析
（2024秋 北仑区期末）如图甲所示，电源电压恒定，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P从B端至A端的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的U﹣I图象如图乙所示，则（　　）
A．电源电压为20V
B．EF是电压表V1示数随电流表示数变化的图象
C．滑动变阻器的最大阻值为10Ω
D．整个电路的最大功率为14.4W
（2024秋 杭州期末）如图是一种风速测定装置。其中风速表是由电压表改装而成，R为定值电阻，R1为滑动变阻器，“T”型管道的竖直管内装有可上下移动的轻质活塞，活塞通过轻质细杆和滑动变阻器的滑片相连。下列说法正确的是（　　）
A．电压表的零刻度与风速表的零刻度相对应
B．风速变大时，活塞上方气压变小，活塞向上移动
C．风速变小时，R1接入电路的阻值变小，风速表示数变大
D．由该电压表改装而成的风速表，其表盘刻度是均匀的
（2024秋 慈溪市期末）某建筑工地需要架设临时供电线路，实现照明和电加热功能。其简化电路如图所示，供电处电压U不变，从供电处到工地用长导线（有电阻）连接。闭合开关S1、S2时，加热器和照明灯同时工作。断开S2后与断开S2前相比较，则（　　）
A．照明灯亮度不变
B．照明灯亮度变弱
C．长导线上消耗的电能增加
D．整个供电线路消耗的电功率变小
（2024秋 拱墅区期末）如图甲所示电路，电源电压为4.5V且恒定不变，灯泡L的额定电压为2.5V。当闭合S和S1、断开S2，将滑动变阻器R2的滑片P从一端移至另一端，测得电流表示数随电压表示数变化情况如图乙中图线①所示。当把电压表并联在灯泡L两端，闭合S和S2断开S1，移动滑动变阻器R2的滑片P，通过灯泡L的电流随电压表示数变化情况如图乙中图线②所示。求：
（1）定值电阻R1的阻值。
（2）灯泡L的额定功率。
（3）灯泡L正常工作5min的过程中，整个电路消耗的电能。
题型2限制性电路分析
（2024秋 杭州校级月考）如图甲所示电路，电源电压不变，图乙是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压关系图象。闭合S时，电压表的示数为2V，下列判断正确的是（　　）
A．电源电压为6V
B．R的电阻为5Ω
C．闭合S时，R消耗的电功率为3.6W
D．闭合S时，电路的总功率为6W
（2024秋 慈溪市期末）有三个电阻恒定不变的灯泡，规格分别是L1“6V 6W”、L2“4V 8W”、L3“6V 3W”。小科用右图所示的电路探究灯泡发光情况。电路中电源电压12V，滑动变阻器R的规格为“2A 10Ω“，M、N为接线柱。当小科将L1接入M、N，调节滑片P位置，使L1正常发光。然后，小科将L1拆下，依次将L2、L3接入M、N。小科所有实验操作都无误，则下列分析正确的是（　　）
A．P位于滑动变阻器最右端时，L1的功率为3.6W
B．L1正常发光时，电流表示数为0.5A
C．接L2后，无论怎样调节滑片，电路都是安全的
D．接L3后，无论怎样调节滑片，L3都不能正常发光
（2024秋 海宁市月考）图甲中的小灯泡标有“2.7V 0.3A”字样，定值电阻R1＝10Ω。R2由三段材料不同、横截面积相同的均匀直导体EF、FG、GH连接而成，总长度为35cm，其中一段是铜导体，其电阻可忽略不计，另两段导体的阻值与自身长度成正比，P是与R2接触良好并能移动的滑动触头。只闭合S、S1时，电流表示数I与P向左移动距离x之间的关系如图乙所示。则（　　）
A．小灯泡正常发光时电阻为9Ω，电源电压为9V
B．只闭合S，S1时，当x＝15cm 时，电路消耗的总功率为3.6W
C．只闭合S，S2，为确保灯丝不被烧坏，滑片P向左移动距离x≤9cm
D．只闭合S，S2且确保灯丝不被烧坏，电路消耗的总功率最小为1.8W
（2024 绍兴三模）如图甲所示电路，电源电压恒定不变，R1为定值电阻，电流表的量程为“0～0.6A”，电压表的量程为“0～15V”，滑动变阻器R2的最大阻值为80Ω。在保证电路元件安全的情况下，缓慢移动滑片，R2消耗的电功率P与电压表示数U的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　）
A．电源电压为15V
B．定值电阻R1的阻值为20Ω
C．滑动变阻器R2的调节范围为20Ω～50Ω
D．电路消耗总功率的最小值为10.8W
题型3电流表、电压表在判断电路故障中的应用
（2024 宁波自主招生）如图所示的家庭照明电路，已知其中一只灯泡的灯头接线处存在故障。电工师傅为查明故障，在保险丝处接入一只“220 V 40W”的灯泡L0。当只闭合开关S、S1时，灯泡L0和L1都呈暗红色（比正常发光状态暗得多）；当只闭合开关S、S2时，灯泡L0正常发光，L2不发光。由此可以确定（　　）
A．L1灯头接线处断路 B．L1灯头接线处短路
C．L2灯头接线处断路 D．L2灯头接线处短路
（2024春 杭州期中）风筝线散落在高压电路上会导致线路短路，致使线路跳闸并引发大面积停电，不仅会损坏电力设备，而且会影响社会及居民正常用电，有时甚至威胁人身安全。下列电路能解释上述现象的是（　　）
A． B．
C． D．
（2024春 上城区校级期中）如图是某居民家中的部分电路图，开始时各部分工作正常。将一只大功率电器的插头插入插座后，L2突然熄灭，大功率电器也没有工作，只有指示灯L1仍然发光。拔出电器插头，用测电笔分别检测B、C两点和插座的左、右插孔时，氖管都不发光。若电路中只有一处发生了故障，故障最有可能的是（　　）
A．装在A点左侧的导线发生了断路
B．装在A、B间的导线发生了断路
C．装在B点右侧的导线发生了断路
D．装在C、D间的导线发生了断路
巩固练习
1．如图所示电路，电源电压恒为3伏。当开关S闭合时，只有一盏灯发光，若故障只发生在灯上，则下列分析判断错误的是 (　　)
A．灯 不亮，灯 亮，灯 不可能短路
B．灯 不亮，灯 亮，灯 一定是断路
C．灯 不亮，灯 亮，灯 两端的电压均为3伏
D．灯 不亮，灯 亮， 灯 两端的电压为0伏
2．小明刚学完初中的电学知识，恰逢家中电灯不亮，他拿起试电笔测试家庭电路图中的a、b、c、d四点，只有测试b点时氖管不发光，请你帮他分析可能发生的故障是（　　）
A．火线与零线短路 B．a、d之间某处短路
C．b、c之间某处断路 D．电灯的灯丝断了
3．如图为某家庭的部分电路，闭合开关S1，S2，电灯L与电热壶均正常工作，在三孔插座上接入电饭煲后，电热壶突然停止工作，灯L 仍正常发光，拔出电饭煲的插头，用测电笔分别测试三孔插座的左右两孔，氖管均不发光。此时电路故障可能是 (　　)
A．电热壶断路 B．CD短路
C． AB 断路 D．插座短路
4．小科为探究“电压一定时，电流与电阻之间的关系”，设计了如图实验。先在AB间接入10Ω的定值电阻 R1，移动滑片 P，读取电压表、电流表示数并记录；然后用15欧的定值电阻 R2替换 R1后，接下来的操作和操作后的电路分析正确的是 (　　)
A．闭合开关，电压表示数变大 B．闭合开关，电流表示数不变
C．注视电压表，并向左调节滑片 D．注视电流表，并向右调节滑片
5．家庭电路中经常使用测电笔检查电路的故障。
（1）如图所示，开关处于打开状态，现用测电笔分别测试电路中A、B、C三点，不能使测电笔氖管发光的是 　 　点；
（2）闭合开关后发现灯不亮，但是熔断器正常，其他电路也正常，则可能发生的故障是____。
A．灯泡断路 B．零线断路 C．插座短路 D．灯泡短路
6．安全用电，人人有责。请回答下列问题：
（1）如图1是家庭电路示意图。插座与灯泡的连接方式是　 　联。闭合开关后，灯泡不亮，测电笔分别插入插座的三个孔中都不发光，则电路故障是　 　断路。
（2）家用电能表如图2所示。能接入电路中用电器的最大总功率为　 　。若家中仅有电饭锅工作，5min内电能表指示灯闪烁了300次，电饭锅在这段时间内消耗的电能是　 　J。
7．某科学兴趣小组在探究“电流与电阻的关系”的实验中，设计了如图甲所示的电路。已知电源电压为6V 保持不变，所给的定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，滑动变阻器有“20Ω，2A”、“60Ω，1A”两种规格。
（1）图乙是尚未完成连接的实物电路，请你在答卷对应图中用笔画线代替导线完成连接。要求：滑动变阻器的滑片 P 向 A 端移动时，电压表示数变大。
（2）电路连接好后，闭合开关，发现电流表有示数、电压表示数为零，则电路故障原因可能是____。
A．电压表的量程太大 B．电阻R 发生断路
C．电阻R 发生短路 D．滑动变阻器发生短路
（3）兴趣小组的同学排除故障后进行实验，将获得的相关数据绘制成图丙所示的I-R图像。根据图像判断，滑动变阻器应选用的规格为　 　。
（4）分析图丙I~R图像可以得到的实验结论是　 　。
8．某科学兴趣小组在探究“电流与电阻的关系”的实验中，设计了如图甲所示的电路。已知电源电压为6V保持不变，所给的定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，滑动变阻器有“20Ω，2A”、“60Ω，1A”两种规格。
（1）图乙是尚未完成连接的实物电路，请你在答卷对应图中用笔画线代替导线完成连接。要求：滑动变阻器的滑片P向A端移动时，电压表示数变大。　 　
（2）电路连接好后，闭合开关，发现电流表有示数、电压表示数为零，则电路故障原因可能是_________。
A．电压表的量程太大 B．电阻R发生断路
C．电阻R发生短路 D．滑动变阻器发生短路
（3）兴趣小组的同学排除故障后进行实验，将获得的相关数据绘制成图丙所示的I—R图像。根据图像判断，滑动变阻器应选用的规格为　 　。
（4）分析图丙I—R图像可以得到的实验结论是　 　。
9．在测量小灯泡电功率的实验中，电源电压为 4.5V，小灯泡的额定电压为 2.5V，小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω。
（1）用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。要求：当滑动变阻器的滑片向左移动时，其接入电路的电阻变大，连线不得交叉。
（2）闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表无示数，则出现故障可能是　 　。
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑片 P 到某一位置时，电压表示数如图乙所示，若想测量小灯泡的额定功率，接下来的操作是　 　。
（4）测得小灯泡的额定功率后，把小灯泡两端的电压调为额定电压的一半，发现测得的实际功率大于额定功率的四分之一，请对其原因加以分析：　 　。
10．在探究“电流与电阻的关系”的实验中，所用的器材有：学生电源(4伏)，阻值为5欧、10欧、20欧的定值电阻，“15Ω 1A”的滑动变阻器，电流表，电压表，开关和导线若干。
（1）请将电路连接完整。
（2）小金连好电路，闭合开关后发现电压表的示数为电源电压、电流表的示数为零，则发生故障的原因可能是____(填字母)。
A．R开路 B．R短路
C．滑动变阻器开路 D．滑动变阻器短路
（3）排除故障后，小金将不同阻值的定值电阻分别接入电路，调节滑动变阻器，测量电压为2伏时通过不同电阻的电流。该实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外，还有　 　。
（4）实验中，若将定值电阻换成20欧的，则无法达到实验目的，其原因是　 　。
11．小舟利用两节干电池、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、阻值为5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻各一个以及导线若干等器材，进行了“探究电流与电阻的关系”的实验：
次数 电阻R/Ω 电流 I/A
1 5 0.4
2 10 0.2
3 20 0.1
（1）请用笔画线代替导线将图中实物图连接完整，要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表示数变大。　 　。
（2）先把5Ω的电阻接入电路中，将滑片移至阻值最大端，闭合开关后，发现电压表与电流表均无示数，电路故障可能是滑动变阻器　 　。
（3）排除故障后多次实验，数据记录如上表，由此得出结论：在电压一定时，　 　。
（4）利用以上器材，　 　(选填“能”或“不能”)测量铭牌模糊不清的滑动变阻器的最大阻值。
12． 图甲是小金测定小灯泡额定功率的电路，小灯泡上标有“3.8V”字样。
序号 电流I/A 电压 U/V 功率 P/W 额定功率 P/W
1 0.26 3.2 0.83 0.83W+P2+1.34W3
2 I2 3.8 P2
3 0.32 4.2 1.34
（1）请完成实物图甲的连接(要求滑片在向右移动时小灯泡变暗)。
（2）完成电路连接后闭合开关，小金发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，小金分析故障原因是　 　。
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，当电压表的示数为3.8V时，电流的示数如图乙所示，记录表格。计算此时小灯泡的功率P2为　 　W。
（4）小金根据实验记录表的数据处理，得到小灯泡的额定功率，请问是否合理并说明理由　 　。
13．如图是探究“电流与电阻的关系”的实验电路。已知电源电压为5V，滑动变阻器规格为“20Ω 1A”，选择的定值电阻阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω。
（1）根据图甲所示实物图在虚线框内丙图中画出电路图； （学生电源符号用电池组符号表示）
（2）小科正确连接电路后，闭合开关S时，发现电流表、电压表指针均指向零刻度；假设电路只有一处故障，出现这一现象的原因可能是____（选填字母）；
A．定值电阻短路 B．定值电阻断路
C．滑动变阻器断路 D．滑动变阻器短路
（3）排除故障后，小科测出多组数据并绘制成图乙；实验过程中，当定值电阻由5Ω换成10Ω后，接下来的操作是　 　，再读出电流表的示数；
（4）小科对小科所绘制的图乙提出质疑，她指出其中一组数据与事实不符，请分析说明小科的判断依据是：　 　。
14．如图为小明和同学们一起测量小灯泡的电功率的实验电路(小灯泡标有“2.5V”的字样)。
（1）请你用笔画线代替导线帮小明把图甲的实物电路补充完整。(要求滑片向左移动时灯泡变暗)。
（2）连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片 P，小明发现小灯泡始终不亮，电流表无示数，电压表示数接近3 V，则电路中可能的故障原因是　 　。
（3）排除故障后，闭合开关调节滑动变阻器阻值使电压表示数为2.5V，记录此时电流表读数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　 　。
（4）有同学认为此实验器材还可以探究电流与电压的关系，请判断能否实现并说明理由：　 　。
15． 小科探究通过导体的电流与其两端电压的关系，选用的实验器材有：电压恒为4.5伏的电源、电流表、电压表、定值电阻R(5欧)、滑动变阻器R' (20欧 1安)和开关各一个及导线若干。
（1）小科设计的电路图如图甲所示，请用笔画线代替导线完成图乙的实物连接。 (要求：滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表示数变小，导线不能交叉)
（2）闭合开关后，发现电流表有示数，电压表无示数。则该电路出现的故障可能是　 　。
（3）排除故障后，小科调节滑动变阻器滑片P的位置，多次改变电压表示数，读取并记录电流表示数，测得5组数据并绘制电流与电压的关系曲线，如图丙所示。老师发现其中有一组数据存在错误，请你指出并说明原因　 　。
16．小华利用图甲所示电路来测定不同电压下小灯泡的功率(灯泡电阻约8Ω，其他部分器材的规格已标明)。
（1）实验中，小华发现无论怎样调节滑动变阻器，两电表指针始终处于图乙所示位置，则导线　 　(填序号)出现了断路的故障，需要重新连接。
（2）故障排除后，小华进行了5次实验，记录实验数据并在U-I图像中描点，得到小灯泡两端的电压与电流的关系图像如图丙所示。则根据记录的数据和图像可知：实验中滑动变阻器的规格可能为下列选项中的 (填字母)。
A．5Ω 2A B．10Ω 2A C．20Ω 1A D．30Ω 1A
（3）小华发现可以通过图像直接得出灯泡功率大小与电压的关系，请在答题卡相应位置用阴影表示灯泡在 1.5V时的功率大小。
（4）交流分析时，小华觉得不需要重新测量就可以在图像中继续画出通过滑动变阻器的电流与它两端电压的关系，如图丁，其中符合实际的曲线是　 　(填“①”“②”或“③”)。
17． 小明和小丽所在的A、B两个实验组在实验课上利用如图甲所示的电路分组探究“电流跟电阻的关系”。实验器材有：电源电压为6V的电源；阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻；滑动变阻器；电流表；电压表；开关；导线若干。
（1）小明正确连接好电路，在闭合开关前发现电流表的指针如图所示，则应该进行的操作　 　。
（2）改正后闭合开关，发现电压表示数接近电源电压，而电流表示数为零，该电路的故障为R　 　。 (选填“断路”或“短路”)
（3）在探究电流与电阻的关系的实验中，A、B两组同学根据各自的实验数据作出了如图乙所示的I-R图像，经讨论，一致认为A组同学的I-R图像是错误的，请说明该组操作中存在的问题是 　 　。
（4）分析图乙B组同学的数据可知，他们选择的滑动变阻器的规格是：____(填字母)。
A．20Ω， 1A B．40Ω， 0.2A C．50Ω， 1A
18．在探究“同一导体中的电流与它两端电压关系”的实验中，小科设计了图甲电路图来进行实验。
（1）图中有一根导线连接错误，请你在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的连接方式。
（2）在正确连接电路后，闭合开关，将滑动变阻器的滑片由最左端移到最右端的过程中，小灯泡始终不发光，电流表示数为零，电压表示数较大，经检查两电表均正常且导线连接正确，则电路故障是　 　。
（3）在这个实验中，滑动变阻器的作用是　 　。
（4）如图乙所示是小科根据实验数据绘出的电流I与电压 U关系的图像，发现电流与电压不成正比，跟书本中的结论不一致，请分析原因并提出改进方案。
　 　。
19．小科在“探究电功率与电流关系”的实验中，连接了如图甲的电路，其中电源电压保持6V不变，R为定值电阻。
（1）实验开始前，小科需要将滑动变阻器的滑片移到　 　端（填空“A”或“B”）；
（2）实验中，小科发现无论怎样调节滑动变阻器，两电表指针始终处于图乙所示位置，由此可以推断电路故障是　 　；
（3）替换了问题器材后，小科移动滑动变阻器进行多次实验，绘制了电阻R电功率（曲线A）和电路总功率（曲线B）随电流变化图像（如图丙），分析可知小科用的定值电阻阻值为　 　Ω；请根据图丙推测滑动变阻器功率随电流变化的规律，并说明推测的依据：　 　。
20．小科和同学们在做“研究电流与电压的关系”的实验过程中：
（1）小科和同学们经过讨论，完成了“研究电流与电压的关系”两次实验电路的设计，如图甲、乙所示。由图甲改进为图乙，是因为使用滑动变阻器既能保护电路，又能改变　 　，进行多次测量，方便寻找普遍规律。
（2）请用笔画线代替导线，帮助小科按电路图乙，将图丙中的实物电路连接完整。
（3）小科连完电路，闭合开关后，发现电流表的示数为0，电压表有示数。若电路仅有一处故障，则故障为　 　。
（4）在排除故障后，用同一定值电阻进行实验，移动滑动变阻器的滑片P位于不同位置，读出电表的示数并记录数据如表，则可得出结论　 　。
电压U/伏 3.00 2.50 2.00 1.50
电流I/安 0.30 0.25 0.20 0.15
21． 小王和小朱所在的A、B两个实验组在实验课上利用如图甲所示的电路分组探究“电流跟电阻的关系”。实验器材有：电源电压为 6V 的电源，阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻，滑动变阻器，电流表，电压表，开关，导线若干。
（1）小王按照要求正确连接好电路，在闭合开关前发现电流表的指针如图所示，则接下来应该进行的操作是　 　。
（2）改正后闭合开关，发现电压表示数接近电源电压，而电流表示数为零，该电路的故障为　 　。
（3）在探究电流与电阻的关系的实验中，A、B两组同学根据各自的实验数据作出了如图乙所示的I-R图像，经讨论，一致认为A组同学的I-R图像是错误的，请说明该组操作中存在的问题是　 　。
（4）分析图乙B组同学的数据可知，他们选择的滑动变阻器的规格是：____(填字母)。
A．20Ω， 1A B．40Ω， 0.2A C．50Ω， 1A
22．小宁为测定一只标有“2.5 V”字样的灯泡的电阻，按照如图甲所示电路开展实验，并将电压表和电流表的示数记录并绘制图像，如图丙所示。研究图丙数据发现小灯泡的电阻并不是一个固定值，小宁认为可能是灯泡两端的电压影响了小灯泡灯丝的电阻，而小科认为可能是温度影响了小灯泡灯丝的电阻。他们打破小灯泡的玻璃，将小灯泡的灯丝分别浸泡在 的蒸馏水恒温水浴中重复实验，得到如图丁所示的图像。
（1）连接好电路，闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，小灯泡都不发光，电流表指针有较大偏转，电压表几乎不偏转，出现这种现象的原因可能是　 　。
（2）电路故障排除后，闭合开关，电压表选择量程为“0~3 V”，示数如图乙所示，若要测定小灯泡正常发光时的电阻，闭合开关后的下一步操作是　 　。
（3）他们将小灯泡的灯丝浸泡在不同温度下的恒温水浴中进行实验，结果如图丁所示，分析图像，你认为谁的观点正确，并说明理由：　 　。
23．已知电源电压恒为6V，小灯泡正常工作时电压为3.8V，电阻约为12Ω，滑动变阻器最大阻值为50Ω。
（1）由于电压表“0~15V”量程损坏，小科利用如图电路“测量小灯泡的额定功率”：
①请用笔画线代替导线，完成图甲实物电路的连接；　 　
②正确连接电路后，用开关试触，小科发现灯泡不亮、电压表瞬间满偏，电流表指针几乎不动，图甲电路发生的故障是　 　 。(电路只有一处故障)
③小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，小灯泡L1的额定功率为　 　W。
④测量完灯泡的额定功率后，小科又测量了几组数据，计算后发现灯丝电阻随其两端电压的增大而增大，原因是　 　。
（2）小金利用上述实验器材，连接了如图丙的实验电路图“探究电流与电阻的关系”，电压表量程为“0~3V”， 电流表量程为“0~0.6A”， 他选用了4Ω、8Ω、 10Ω、20Ω四个定值电阻。正确连接电路后，闭合开关，移动滑片，当选用4Ω的电阻时，电流表示数为0.5A，滑动变阻器阻值的移动范围　 　。
24．小刚做“测量小灯泡电功率”实验中，所用电源电压恒为6V，小灯泡的螺旋套上标有“2.5V”字样，其额定功率小于 1W，滑动变阻器的规格是“40Ω； 1A”。
（1）请你用笔画线代替导线，将图丙中未完成的电路连接好。(要求连好线后滑动变阻器滑片已经处于阻值最大处)　 　；
（2）闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，电路的故障可能是____；
A．灯泡短路 B．滑动变阻器短路
C．灯泡断路 D．滑动变阻器断路
（3）测完小灯泡的电功率之后，他还想要绘制出该用电器的P-I2和P-U2图像，如图，则可能正确的是____；
A． B．
C． D．
（4）另一组同学不改变其它电路元件及电路连接，探究电流与电阻的关系：用6Ω、10Ω、15Ω的定值电阻分别替代灯泡，若设定不变的电压值为1.2V，为顺利完成实验，可以在电路中再串联一个定值电阻，则该定值电阻最小值是　 　Ω。
25．小科用如图甲所示的装置测量小灯泡在不同电压下的电功率。实验器材：三节新干电池、电流表、 电压表、额定电压2.5V的小灯泡、滑动变阻器、开关、导线若干。
（1）用笔画线代替导线，将图甲实物电路连接完整。要求：当滑动变阻器的滑片向左移动时，其接入电路的电阻变大，连线不得交叉。
（2）小科连接实物图后开始进行实验(已知各元件均无故障且操作无误)，他发现在闭合开关S后，无论如何调节滑片P，电压表的示数总是调不到零，其原因是　 　；
（3）小科请教老师后重新设计了图乙的电路图，解决了上述问题，从而测出了0~3V小灯泡电流值，并绘制出小灯泡完整的U--I|图像，如图丙，则小灯泡的额定电功率是　 　瓦；
（4）据图丙分析， 以下能正确反映小灯泡的实际功率 P与U2、I2关系的图像是　 　。
26．为了测定小灯泡的电功率，小柯利用电压恒为3V的电源、合适规格的滑动变阻器、标有“2.5V”字样的小灯泡等器材按图甲方式连接电路进行实验。
（1）闭合开关后，小灯泡不亮，电压表有示数，电流表无示数，则电路中可能出现的故障是____。
A．滑动变阻器断路 B．电压表短路
C．小灯泡短路 D．小灯泡断路
（2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某点，电压表的示数如图乙所示，为测得小灯泡的额定功率，小柯接下去的操作是　 　。
（3）小柯将数学几何图像分析与电学知识融合，图丙为小灯泡的I-U图像，划分6块区域，面积分别为S1-S6，有了新的发现与收获：
①当电流为I1时，小灯泡的实际功率可以用图丙中的面积　 　表示。
②当电流为I1逐渐增大到I2时，请结合图中信息判断滑动变阻器功率的变化量△P滑与小灯泡实际功率的变化量△P灯哪一个更大，△Pm　 　△P灯(选填“>”、“<”或“=”) ， 并说明理由　 　。
27．某同学在探究“电流与电阻的关系”实验时设计了图甲所示的电路图，电源电压恒为3V。
（1）请用笔画线代替导线，将图乙所示的实物图连接完整(导线不允许交叉)。
（2）正确连接电路后，闭合开关。该同学发现，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，两电表的指针始终处于图丙所示的状态，则电路故障可能是　 　。
（3）排除电路故障后继续实验，依次更换不同阻值的定值电阻，读出电流表的示数，实验数据如表所示。根据实验数据分析，该同学在实验操作中存在的错误是　 　。
实验次数 1 2 3 4
电阻R1/Ω 5 10 15 20
电流 I/A 0.20 0.15 0.12 0.10
（4）该同学采用上表中第1次实验数据后，为了按正确的操作完成10Ω、15Ω、20Ω时三组数据的测量，应选择最合适的滑动变阻器是　 　。(实验室有“20Ω2A”、“50Ω2A”和“100Ω2A”三种规格的滑动变阻器)
28．小东设计了测量电路元件电功率的电路，如图甲所示，部分器材的规格己标明。
（1）按图甲连接好电路，闭合开关，发现无论怎样调节滑动变阻器滑片，电压表示数始终为3V，而电流表示数始终为零。经检查，发现一根导线某处接触不良。请推断①、②和③导线中发生故障的是　 　；
（2）修复故障后继续实验，记录实验数据并在U-I图像中描点，得到小灯泡两端的电压与电流的关系图像如图乙。图中阴影部分面积S1表示小灯泡两端电压为1V时，小灯泡的实际功率。结合图像回答：小灯泡的额定功率为　 　W；阴影部分面积：表示的含义是：　 　；
（3）完成上述实验后，小东发现灯泡的钨丝因为用久了而变的极细。由此他反思在该实验中2.5V时测得的额定功率　 　（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
29．小明用如图甲所示实物图来测量小灯泡两端的电压，请回答下列问题：
（1）在连接电路过程中，开关应处于　 　(填“断开”。或“闭合”)状态。
（2）在闭合开关前，小明应将滑动变阻器的滑片置于　 　(填“A”或“B”)端， 闭合开关后，发现电流表无示数， 电压表有示数，小灯泡不发光，则电路故障是　 　。
（3）如图乙所示， 电压表的示数为　 　伏。
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