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第十四讲　“伏安法”实验
能力点　电路故障分析（5年4考）
(建议用时：15 min)
根据电表示数、灯泡亮暗判断电路故障(5年3考)
1.在学习并联电路时，有同学按照如图连接好电路，闭合开关后，发现L1不亮，L2能发光。请你帮助他推测其可能出现的故障是(　 　)
第1题图
A.L1灯座短路 B.导线2断路　　　　
C.导线3断路 D.L2的灯丝断开了
2.如图所示电路，当开关S闭合后，灯L1、L2都正常发光，两个电表都有示数，工作一段时间后，灯L2突然熄灭而L1仍然发光，两个电表都无示数，该电路的故障可能是(　 　)
第2题图
A.L2短路 B.L2断路
C.电流表断路 D.电压表短路
3.小明在做电学实验时，连接电路如图所示。闭合开关，灯L1不发光，L2发光，电流表有示数，电压表无示数。电路故障可能是(　 　)
第3题图
A.电流表断路 B.电压表短路
C.灯L1断路 D.灯L2短路
4.如图所示电路，闭合开关S，发现电流表和电压表的指针均没有偏转，电路中仅有一处故障，故障可能是(　 　)
第4题图
A.电阻R1断路
B.电阻R1短路
C.滑动变阻器R断路
D.滑动变阻器R短路
5.实验小组用如图所示的电路“测量小灯泡的电阻”。连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P时，发现小灯泡一直不发光，且只有一个电表的示数发生变化，初步检查确认，两个电表均无故障，则发生故障的元件应是(　 　)
第5题图
A.电源 B.滑动变阻器
C.小灯泡 D.开关
利用导线或电表检测电路故障[2024.20(2)]
6.如图所示是小勇连接的实物电路，他检查导线连接无误后，闭合开关，发现灯泡L1、L2均不发光，于是他用一根导线来排查故障。当导线连接L1两端时两灯仍不发光，连接L2两端时L1发光、L2不发光。由此判断电路的故障是(　 　)
第6题图
A.L1断路 B.L2断路
C.L1短路 D.L2短路
7.在电学实验中，遇到电路故障时常用电压表来检测。如图所示，电源电压恒为4.5 V，闭合开关后两灯均不亮，用电压表先后测得ad、ac和ab两端的电压均为4.5 V，则故障可能是(　 　)
第7题图
A.灯L1断路 B.灯L2断路
C.灯L1短路 D.灯L2短路
实验1　探究电流与电压、电阻的关系（5年2考）
(建议用时：15 min)
1.(2025白银二模)物理学习小组在做“探究电流与电压的关系”实验时，电源电压为3 V，电流表的量程为0～0.6 A，电压表的量程为0～3 V。
甲 乙 丙 丁
第1题图
(1)如图甲所示，这是该小组同学连接的电路，请用笔画线代替导线将图中电路连接完整。
(2)闭合开关前，检查电路时，发现电流表指针如图乙所示，接下来正确的操作是__________________________。
(3)连接好电路后，闭合开关S前，需将滑片P移动至最　 　(选填“左”或“右”)端。闭合开关S后，发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片P，电流表和电压表的示数都不变且较小，出现这种现象的原因是　 　　 　　 　　 　　 　。
(4)排除故障后，小组同学正常进行操作，在下表中记录多组电流表、电压表的示数，其中第4组数据中电压表的示数如图丙所示，为　 　V。
数据序号 1 2 3 4 5
电压U/V 0.3 0.6 0.9 1.5
电流I/A 0.08 0.15 0.23 0.3 0.38
(5)根据表格数据，在图丁中画出I－U关系图像；分析所绘制的图像得出结论：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压成　 　。
(6)该小组同学认为还需更换不同阻值的定值电阻重复上述操作，你认为他们这么做的目的是　 　　 　　 　　 　。某同学用小灯泡代替电阻重复上述实验，发现无法得出(5)中的结论，原因是　 　　 　　 　　 　　 　。
2.(2022甘肃20题)“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中，实验器材有：学生电源(6 V)，电流表(0～0.6 A，0～3 A)、电压表(0～3 V，0～15 V)、定值电阻(5 Ω、10 Ω、20 Ω各一个)、开关、滑动变阻器(甲“50 Ω　1 A”，乙“10 Ω　2 A”)和导线若干。
甲 乙
第2题图
(1)请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线，将图乙所示的实物连接成完整电路图(要求连线不得交叉)。
(2)连接电路时，开关应处于　 　(选填“断开”或“闭合”)状态，滑动变阻器的滑片应放在　 　(选填“A”或“B”)端。
(3)连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数，电流表始终无示数，造成这一现象的原因可能是　 　(填字母)。
A.定值电阻R短路 B.定值电阻R断路
C.滑动变阻器断路 D.电流表断路
(4)实验中依次接入三个定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，保持电压表示数不变，记下电流表的示数，利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。由图像可以得出结论：电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成　 　(选填“正比”或“反比”)。
第2题图丙
(5)上述实验中，小强用R＝5 Ω的电阻做完实验后，保持滑动变阻器滑片的位置不变，接着把R换为10 Ω的电阻接入电路，闭合开关，他应向　 　(选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为　 　V时，读出电流表的示数。
(6)为完成整个实验，应该选取哪种规格的滑动变阻器　 　(选填“甲”或“乙”)。
(7)本实验中，滑动变阻器除了保护电路外，还有　 　　 　　 　　 　的作用。
实验2　用电流表和电压表测量电阻、电功率（5年3考）
(建议用时：15 min)
1.实验小组在测量待测电阻Rx阻值的实验中，已知学生电源调至3 V保持不变，各仪器均完好。
甲 乙
第1题图
(1)请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整。
(2)移动滑动变阻器的滑片至最　 　端后闭合开关S，发现两电表均无示数。为了检查电路故障，小明将电压表接在滑动变阻器两端时无示数，接在开关S两端时有示数，则电路的故障是　 　(选填“开关S”“待测电阻Rx”或“滑动变阻器”)断路。
(3)排除故障后，重新闭合开关，移动滑片进行了多次实验，得到的实验数据如下表，请你根据表格数据在图乙中画出待测电阻Rx的I－U图像。
实验次序 1 2 3 4 5 6
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流I/A 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
(4)根据以上测量，可得电阻Rx的阻值为　 　Ω。
丙 丁
第1题图
(5)该小组拟进行一次创新实验，通过改变电流表表盘的刻度示数和单位，以达到从表盘上直接读出待测电阻阻值的目的。该小组设计了图丙所示的电路，并在A、B间接入待测电阻。若电源电压恒为3 V、电阻R0的阻值为5 Ω、电流表的量程为0～0.6 A，则图丁所示电流表表盘指针处对应的阻值为　 　Ω，表盘上电阻的刻度是　 　(选填“均匀”或“不均匀”)的。
2.(2025云南)同学们测量额定电压为2.5 V小灯泡的电功率。
甲 乙
第2题图
(1)实验前，电流表指针位置如图甲所示，应对电流表进行　 　。
(2)同学们连接的电路如图乙所示，经检查发现A、E两点间的导线连接错误，应改接到_______两点之间；更正错误后，将滑动变阻器的滑片置于最　 　(选填“左”或“右”)端。
(3)闭合开关，无论怎样调节滑动变阻器小灯泡都不亮，经检查发现小灯泡灯丝断了，此时电压表　 　(选填“有”或“无”)示数。排除故障后继续实验，移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，继续调节滑动变阻器，使电压表示数低于、略高于小灯泡的额定电压。实验数据和现象记录如表，表中a处的数据为　 　。
实验 次数 小灯泡两端 的电压U/V 通过小灯泡 的电流I/A 小灯泡 的亮度
1 a 0.30 正常发光
2 2.0 0.26 较暗
3 3.0 0.32 较亮
(4)分析表格中的信息可知小灯泡的额定功率为　 　W，小灯泡的实际功率越　 　，小灯泡越亮。某同学通过计算不同电压下小灯泡电功率的平均值来减小误差，这种做法是_______(选填“正确”或“错误”)的。
(5)该同学想进一步了解发光二极管的发光情况，于是把电路恢复到实验前的状态，将小灯泡换成发光二极管，闭合开关，移动滑片使发光二极管的亮度与小灯泡正常发光时的亮度相当，记下电流表的示数和电压表的示数，发现两表的示数都小于小灯泡正常发光时两表的示数，我们可以推测出发光二极管的发光效率　 　(选填“更低”或“更高”)。
实验3　特殊方法测电阻、电功率（2025.20涉及）
(建议用时：15 min)
1.(2023兰州)学习了欧姆定律的知识后，老师给同学们布置了设计不同方案测量未知电阻的任务，三位同学的设计方案如下：
(1)小明的设计方案如图甲所示，闭合开关S，调节滑动变阻器R的滑片P至适当位置，电压表、电流表的示数分别如图乙、丙所示，则电压表的示数为　 　V，未知电阻Rx的阻值为　 　Ω。
甲 乙 丙
第1题图
(2)[缺电压表]小林的设计方案如图丁所示，闭合开关S，电流表A1和A2的示数分别为I1和I2，已知定值电阻的阻值为R0，则未知电阻Rx＝　 　(用I1、I2和R0表示)。
丁 戊
第1题图
(3)[利用电阻箱测电阻]小刚的设计方案如图戊所示，闭合开关S后，先将开关S1拨至触点______，移动滑动变阻器R的滑片P至适当位置，此时电压表的示数为U；保持滑片P的位置不变，再将开关S1拨至另一触点，调节电阻箱R1的阻值，使　 　　 　　 　，此时电阻箱的读数为R0，则未知电阻Rx＝　 　。
2.[缺电流表](2025安徽)为了测量一额定电压为2.0 V的小灯泡正常发光时的电阻，小华同学根据现有的一只待测小灯泡、两节新干电池(总电压为3 V)、一个电压表、一个滑动变阻器、三只开关、若干阻值不同的定值电阻(阻值已知)和导线，设计出如图甲所示的实验电路图。
(1)请按照图甲，将图乙中的实物图电路连接完整。
甲 乙 丙
第2题图
(2)正确连接电路后，将滑动变阻器的滑片P移至电阻值最大处，闭合开关S和S1，断开开关S2，调节滑片P，使电压表的示数为2.00 V。
(3)保持滑片P的位置不变，断开开关S1，闭合开关S2，电压表的示数如图丙所示，该示数为　 　V。
(4)已知定值电阻R0＝4 Ω，则小灯泡正常发光时的电阻为　 　Ω。
(5)若在以上(2)中，无论怎样调节滑片P，电压表的示数始终小于2.00 V，为了顺利进行实验，请你根据现有的器材提出一条解决措施：　 　　 　　 　　 　　 　　 。
(6)完成实验后，小华同学用原有的实验器材，设计了如图丁所示的电路来测量该小灯泡L的额定功率。请你帮助他完成实验方案：
第2题图丁
①检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1接a，调节滑动变阻器的滑片直至电压表示数为　 　V；
②保持滑片不动，再将开关S1接b，读出电压表示数为U0；
③小灯泡L的额定功率P额＝　 　 　　(用U额、U0、R0表示)。
第十四讲　“伏安法”实验 【参考答案】
能力点　电路故障分析
1.C　2.C　3.B　4.C　5.C　6.B　7.A　
实验1　探究电流与电压、电阻的关系
1.(1)如答图甲所示　(2)对电流表进行调零　(3)右　滑动变阻器选用了下面两个接线柱　(4)1.2　(5)如答图丁所示　正比　(6)使实验结论具有普遍性　灯丝的电阻随温度的变化而变化　
甲 丁
第1题答图
2.(1)如答图所示　(2)断开　A　(3)B　(4)反比　(5)A　2　(6)甲　(7)保持定值电阻两端电压一定　
第2题答图
实验2　用电流表和电压表测量电阻、电功率
1.(1)如答图甲所示　(2)右　开关S　(3)如答图乙所示　(4)5　(5)10　不均匀　
甲 乙
第1题答图
2.(1)调零　(2)B、E　右　(3)有　2.5　(4)0.75　大　错误　(5)更高　
实验3　特殊方法测电阻、电功率
1.(1)2.7　9　(2)　(3)b　电压表的示数仍为U　R0　
2.(1)如答图所示　(3)2.80　(4)10　(5)将R0更换为阻值较小的定值电阻(或选一个定值电阻与R0并联)　(6)①1　③ U额　
第2题答图

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