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【中考主线·名师攻略】中考科学二轮题型解读与强化训练
专题05 动态电路与故障分析
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。
常考题型：电路的动态分析、限制性电路分析、电流表、电压表在判断电路故障中的应用。
本册资料习题均选自：中考真题、最新模拟题、联考题、名校模拟题等...
1、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。
2、故障分析解题秘籍
（1）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。
（2）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。
01 动态电路题型
1、电路变化分析题
（1）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。
（2）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
（1）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。
（2）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
（1）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。
（2）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
（1）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。
（2）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。
例题展示
1．（2024 浙江模拟）如图所示，滑动变阻器R2的最大阻值与定值电阻R1相同。当S1断开，S2闭合，滑动变阻器的滑片处于最大阻值处时，下列操作中不能使电流表示数变大的是（ ）
A．闭合S1，断开S2
B．闭合S1向左移动滑片P
C．减小电源电压，闭合S1
D．增大电源电压，向左移动滑片P
【答案】A
【分析】当S1断开，S2闭合，只有滑动变阻器接入电路，滑动变阻器的滑片处于最大阻值处；
（1）闭合S1，断开S2，只有定值电阻R1接入电路，滑动变阻器R2的最大阻值与定值电阻R1相同，由I判断出电路中电流的变化；
（2）闭合S1，两电阻并联，向左移动滑片P，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，由I判断出电路中电流的变化；
（3）减小电源电压，闭合S1，电路的电阻变小，由I判断出电路中电流的变化；
（4）增大电源电压，向左移动滑片P，滑动变阻器接入电路的电阻变小，由I判断出电路中电流的变化。
【解答】解：当S1断开，S2闭合，只有滑动变阻器接入电路，滑动变阻器的滑片处于最大阻值处；
A、闭合S1，断开S2，只有定值电阻R1接入电路，滑动变阻器R2的最大阻值与定值电阻R1相同，所以电路的电阻不变，由I知电路的电流不变，电流表示数不变，故A不符合题意；
B、闭合S1，两电阻并联，向左移动滑片P，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，由I知电路的电流变大，电流表示数变大，故B符合题意；
C、减小电源电压，闭合S1，电路的电阻变小，由I知电路中的电流可能变大，也可能变小，故C符合题意；
D、增大电源电压，向左移动滑片P，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，由I知电路的电流变大，电流表示数变大，故D符合题意；
故选：A。
【点评】本题考查了欧姆定律的应用，掌握电路的连接是解题的关键。
2．（2023秋 桐乡市期末）如图中，灯泡L1、L2分别标有“6V 3W”“6V 9W”字样，电源电压不变，开关S闭合。①只闭合S1，灯泡L1、L发光；②只闭合S2灯泡L2、L发光。灯泡L在①中比在②中（设灯丝电阻不变）（ ）
A．电功率较大，亮度较亮
B．电功率较小，亮度较暗
C．电功率相同，亮度相同
D．电功率较大，亮度较暗
【答案】B
【分析】根据电功率公式P分别计算灯泡L1和灯泡L2的电阻，并比较两灯的电阻大小；
在开关S闭合的前提下，①只闭合S1，灯泡L1、L串联接入电路，②只闭合S2，灯泡L2、L串联接入电路；根据串联电路电阻规律可知电路①和电路②的总电阻的大小关系，根据欧姆定律可得通过两电路的电流的大小关系，根据电功率公式P＝I2R可知灯泡L在②中与在①中的电功率的大小关系，灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的，据此解答。
【解答】解：
由P可得，两灯的电阻分别为：R112Ω，R24Ω，
比较可知R1＞R2；
在开关S闭合的前提下，①只闭合S1，灯泡L1、L串联接入电路，②只闭合S2，灯泡L2、L串联接入电路，
因串联电路总电阻等于各部分电阻之和，且R1＞R2，所以R总1＞R总2，
由欧姆定律可知，前后两次电路中的电流大小关系为：I1＜I2，即电路②中的电流大；
因灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的，所以根据公式P＝I2R可知，灯泡L在①中比在②中的电功率小，亮度较暗。
故选：B。
【点评】本题考查了串联电路特点、欧姆定律、电功率公式的灵活运用，题目有一定难度。
3．（2024 杭州二模）甲是身高、体重测量仪，当体检者站在台面上时能自动显示身高和体重。电路原理如图乙，电压表、电流表分别显示身高和体重的大小，压敏电压R的阻值随压力增大而增大。滑片P随身高增高而上滑。下列分析正确的是（ ）
A．身高越高电压表示数越小
B．身高越高通过R0的电流越小
C．体重越大电流表示数越小
D．体重越大电路消耗总功率越大
【答案】C
【分析】由电路图可知，R与R0并联，电压表测滑片P下方电阻丝两端的电压，电流表测R支路的电流，根据电压表的内阻很大、在电路中相当于断路可知滑片移动时接入电路中的电阻不变，根据欧姆定律可知通过R0的电流变化，当身高越高时滑片上移，滑片P下方电阻丝的阻值变大，根据欧姆定律可知滑片P下方电阻丝两端的电压变化；当体重越大时，压敏电阻受到的压力越大，根据压敏电阻R的阻值随压力增大而增大可知R的阻值越大，根据欧姆定律可知通过R的电流变化，利用并联电路的电流特点可知干路电流的变化，根据P＝UI分析总功率的变化。
【解答】解：AB、由电路图可知，R与R0并联，电压表测滑片P下方电阻丝两端的电压，电流表测压敏电阻R支路的电流；
因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路，所以，人的身高变化即滑片移动时，R0接入电路中的电阻不变，因并联电路中各支路两端的电压相等，且各支路独立工作、互不影响，
所以，由I可知，通过R0的电流不变；当身高越高时，滑片上移，滑片P下方电阻丝的阻值变大，由U＝IR可知，滑片P下方电阻丝两端的电压变大，即电压表的示数变大，故AB错误；
C、当体重越大时，压敏电阻受到的压力越大，由压敏电阻R的阻值随压力增大而增大可知，R的阻值越大，由欧姆定律可知，通过R的电流越小，即电流表的示数越小，故C正确；
D、因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，体重越大时电路的总电流越小，根据P＝UI可知，总功率越小，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了电路的动态分析，涉及到并联电路的特点和欧姆定律的应用，根据电压表内阻的特点判断出滑片移动时接入电路中的电阻不变、但电压表并联部分电阻变化是关键。
4．（2024 长兴县二模）某同学用如图所示电路图进行实验的时候，经检测发现导线cd间有断路，下列描述中正确的是（ ）
A．闭合开关，电压表有示数，电流表没有示数
B．闭合开关，电压表没有示数，电流表有示数
C．将电压表连接a位置的导线端试触d时，闭合开关电压表有示数
D．将导线分别并联在bc与bd端时，闭合开关所得到的电流值相同
【答案】A
【分析】根据图片分析电器元件的串并联关系。以及电表所测的物理量，结合电路故障对各个选项进行判断即可。
【解答】解：AB、闭合开关，电压表与电源两极连通，则电压表有示数，由于cd间断路，所以没有电流形成，因此电流表没有示数，故A正确，B错误；
C、将电压表连接a位置的导线端试触d时，闭合开关后，电压表的一端为正极相连，另一端与负极断开，因此没有示数，故C错误；
D、将导线分别并联在bc端时，电路为断路，电流表的示数为零。导线并联在cd两端时，整个电路接通，电流表的示数肯定不是零，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查了利用电流表、电压表判断电路故障，属于常考题。
举一反三
1．（2024 宁波模拟）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，活塞上方气压变大，活塞向下移动
C．风速变小时，R1接入电路的阻值变大，风速表示数变小
D．该由电压表改装而成的风速表，其表盘刻度是均匀的
【答案】C
【分析】闭合开关S，R1和R串联，电压表并联在R两端，测量R两端的电压；
（1）风速为零时，根据串联电路的特点和欧姆定律即可判断电压表的示数是否为零；
（2）流体压强与流速的关系是：流体在流速越大地方，压强越小。
当风速增大，轻质活塞A上、下表面的压强不同，下表面压强大于上表面压强，装置会向上移动，连杆带动滑片P向上移动；
（3）当风速减小，轻质活塞A上、下表面的压强差减小，装置会向下移动，连杆带动滑片P向下移动；根据滑动变阻器接入电路电阻的变化判定总电阻的变化，根据欧姆定律判定电路中电流的变化和电压表示数的变化；
（4）根据欧姆定律列出电压表示数的表达式，分析风速表的刻度是否均匀。
【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错误；
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正确；
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：C。
【点评】本题考查了电路的动态分析，要重点掌握欧姆定律、电功率以及流体压强的知识点。
2．（2023秋 涪城区校级期末）如图所示的电路，闭合开关S，灯泡L1、L2均不发光，且电流表A和电压表V指针均指在零刻度。现将灯泡L1和L2位置对调，其余元件位置不变，重新闭合开关S时，发现两只灯泡仍不发光，电流表A指针仍然不动，但电压表V的指针发生了明显偏转，依据上述信息可以判断（ ）
A．灯泡L1的灯丝断了 B．灯泡L2的灯丝断了
C．电源接线处松脱 D．电流表损坏了
【答案】B
【分析】由电路图可知，L1与L2串联，电压表测L1两端的电压，电流表测电路中的电流；将灯泡L1和L2位置对调，其余元件位置不变，此时L1与L2串联，电压表测L2两端的电压，电流表测电路中的电流，根据电压表V的指针发生了明显偏转可知电压表两接线柱与电源之间是通路，两灯泡不亮、电流表无示数说明电路断路，即电压表并联部分断路，据此进行解答。
【解答】解：由电路图可知，L1与L2串联，电压表测L1两端的电压，电流表测电路中的电流；
将灯泡L1和L2位置对调，其余元件位置不变，此时L1与L2串联，电压表测L2两端的电压，电流表测电路中的电流，
因电压表V的指针发生了明显偏转，
所以，电压表两接线柱与电源之间是通路，则灯泡L1的灯丝没有断、电源接线处没有松脱、电流表没有损坏，故ACD错误；
又因两灯泡不亮、电流表无示数，
所以，电路故障为电压表并联部分的L2断路，故B正确。
故选：B。
【点评】本题考查了电路故障的判断，要注意电路故障分两类：短路和断路。电路短路时，短路部分无电压，电流大；电路断路时，断路部分无电流，电压大。
3．（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
【答案】D
【分析】（1）灯泡亮度决定于灯泡的实际功率；在串联电路中用电器两端电压与其电阻成正比；并联电路的总电阻小于任何一个分电阻；
（2）已知导线有电阻，闭合开关S1、S2时，相当于灯泡与加热器并联后再与导线串联；当断开开关S2时，相当于灯泡与导线串联；根据电阻的并联关系可知照明灯与加热器并联的总电阻变化，根据串联电路的分压特点可知并联部分的电压和导线两端电压的变化，根据P可知照明灯和导线实际功率的变化，进一步判断灯泡亮暗的变化；根据W＝I2Rt和P判断出单位时间内长导线上消耗电能的变化以及整个供电线路消耗的电功率变化。
【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。
【点评】此题考查了串并联电路的特点、欧姆定律、电功率及电能计算公式的应用，综合性较强，比较出前后两种情况电路电阻的变化，是正确解答此题的关键。
4．（2024 舟山模拟）某同学利用电压恒定的电源，定值电阻R1、热敏电阻R2（阻值随温度升高而减小）、电磁铁、电压表连接成水温检测电路，电路原理如图甲。在电磁铁上方固定一个挂有铁块的弹簧测力计，其中某时段弹簧拉力随时间变化情况如图乙。则对各时段分析错误的是（ ）
A．0～t1时段水温最低
B．t1～t2时段水温升高
C．t2﹣t3时段电路消耗的电功率最大
D．t3～t4时段电压表示数不断增大
【答案】D
【分析】由电路图可知，定值电阻与热敏电阻串联，根据图乙可知测力计的示数变化，据此可判断线圈中的电流的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化，然后可知电压的变化，根据热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小判断水温的变化。
【解答】解：由电路图可知，定值电阻与热敏电阻串联，电压表测定值电阻R0两端的电压，
A、根据图乙可知，0～t1时段弹簧的拉力大小不变，且拉力最小，这说明电磁铁的磁性不变，且最弱，则电路中的电流大小不变，且最小，根据欧姆定律可知，电阻大小不变，且最大，所以此时段温度不变，且温度最低，故A正确；
B、由图象可知，t1到t2时间内弹簧测力计示数增大，说明铁块受到磁力增大，线圈中的电流变大，根据欧姆定律可知电路中的总电阻减小，则热敏电阻的阻值减小；因热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小，所以，t1到t2时间内热敏电阻的阻值减小时，水温升高，故B正确；
C、由图象可知，t2到t3时间弹簧测力计示数不变，说明电路中的电流不变，则热敏电阻两端电压没有改变，根据串联电路的电压特点可知，电压表的示数不变；结合B项分析可知t2时刻水温最高，电路中的电流最大，根据P＝UI可知，功率最大，故C正确；
D、由图象可知，t3到t4时间内弹簧测力计示数减小，说明铁块受到磁力减小，电路中的电流减小，根据U＝IR可知，定值电阻两端电压变小，电压表示数变小，故D错误。
故选：D。
【点评】本题考查了电路的动态分析，涉及到热敏电阻的特性和欧姆定律、通电螺线管磁性的影响因素的应用等，结合选项直接判断水温变化时热敏电阻阻值的变化有利于简化解答。
5．（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
【答案】D
【分析】（1）由甲图可知，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；由此可知，对于R2：通过的电流随两端电压的减小而增大；对于R1：通过的电流随两端电压的增大而增大；据此判断乙图象中两图线各是哪个电阻的电流与电压图线；
（2）根据串联电路的电压特点得出滑片P在B和A点的电压之和即为电源电压；
（3）由图象找出电阻最大时的电压和电流算出滑动变阻器的最大电阻。
（4）由P＝UI计算电路中的最大总功率。
【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。
【点评】本题考查串联电路电压的规律以及滑动变阻器的使用，关键是欧姆定律的应用，会从图象中读出相关信息是解答本题的关键所在。
02 动态电路解题方法
1、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。
2、电路的动态分析
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。
例题展示
1．（2023 西湖区校级二模）如图是家里电热锅的工作原理图，电热锅有高中低三挡功率。则下列判断正确的是（ ）
A．开关S1接a，S2闭合，电热锅处于低温挡
B．开关S1接b，S2断开，电热锅处于高温挡
C．开关S1接b，S2闭合，电热锅中温挡
D．开关S1接 a，S2断开，电热锅处于高温挡
【答案】C
【分析】电源的电压一定时，分析电路的组成，由P可知电热锅处于的状态。
【解答】解：
电源的电压一定时，由P可知：
当开关S1接 a，S2断开，电路未接通，故D错误；
当开关S1接b，S2断开，两电阻串联，根据串联的电阻规律，总电阻最大，电功率最小，处于低温挡；
当开关S1接b，S2闭合，电路中只有一根电阻丝，此时处于中温挡；
当开关S1接a，S2闭合，两电阻并联，根据电阻的并联规律，总电阻最小，电功率最大，处于高温挡；
故C正确、AB错误；
故选：C。
【点评】此题考查了对电路的分析，关键是能够根据功率的公式P及串并联电路的电阻关系判断出中温挡、高温挡和低温挡。
2．（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
【答案】C
【分析】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；根据电阻R不变，任取一组数据用欧姆定律计算电阻，
根据串联电路的特点确定R的电流，根据欧姆定律计算电压，根据串联电路电压规律可以求出电源电压；根据P＝UI计算R的功率与总功率。
【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。
【点评】该题是需要在图象中找到电流电压信息，利用串并联电路电流电压规律结合欧姆定律计算的一道综合性的电学计算。
3．（2024 嘉兴模拟）在研究电流与电压关系的实验中，小科同学根据得到的实验数据绘制了电阻R1和R2的I﹣U图象（如图），下列有关分析正确的是（ ）
A．R1与R2的阻值之比是1：2
B．R1与R2串联接时，R1消耗的功率比R2大
C．R1与R2并联接时，R1和R2消耗的功率相等
D．R1与R2串联接时，通过R1与R2的电流之比是2：1
【答案】B
【分析】（1）由图知道，当通过R1与R2的电流为0.6A，R1、R2两端的电压，由欧姆定律可以求得，电阻R1、R2的阻值；
（2）R1与R2串联接时，通过电流相等，由P＝I2R知道，R1消耗的功率比R2大；
（3）R1与R2并联接时，两端电压相等，由知道，R1消耗的功率比R2小；
（4）串联电路电流处处相等，所以R1与R2串联接时，可知通过R1与R2的电流之比。
【解答】解：A．由图知道，当通过R1与R2的电流为0.6A，R1、R2两端的电压分别为6V和3V，由欧姆定律可以求得，电阻R1的阻值为：
；
可以求得电阻R2的阻值为：
；
则R1与R2的阻值之比：
R1：R2＝10Ω：5Ω＝2：1，故A错误；
B．根据串联电路电流特点，R1与R2串联接时，通过电流相等，由P＝I2R知道，R1消耗的功率比R2大，故B正确；
C．根据并联电压特点，R1与R2并联接时，两端电压相等，由知道，R1消耗的功率比R2小，故C错误；
D．根据串联电路电流处处相等，所以R1与R2串联接时，通过R1与R2的电流之比是1：1，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查欧姆定律的应用，电功率的综合计算。
4．（2024 游仙区模拟）如图所示，电源电压为4.5V保持不变，电压表量程为“0～3V”，电流表量程为“0～0.6A”，滑动变阻器规格为“10Ω 1A”，小灯泡L标有“2.5V 1.25W”（灯丝电阻不变），在保证小灯泡L电流不超过额定电流的情况下，闭合开关S后，移动滑动变阻器的滑片，下列说法正确的是（ ）
A．变阻器滑片向右滑动时，电压表示数变小
B．小灯泡正常发光时，电流表示数是0.6A
C．滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4Ω～10Ω
D．当滑动变阻器连入电路的阻值为5Ω时，灯泡的功率为1.25W
【答案】C
【分析】由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）变阻器滑片向右滑动时，滑动变阻器的电阻变大，根据串联电路的分压作用分析解答；
（2）知道灯泡的额定电压和额定功率，根据P＝UI求出灯泡的额定电流；
（3）串联电路中各处的电流相等，比较灯泡正常发光时的电流和电流表的量程以及变阻器允许通过的最大电流确定电路中的最大电流，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值，再根据欧姆定律求出灯泡的电阻；当电压表的示数最大时，电路中的电流最小，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的最小电流，再根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最大阻值，然后得出答案；
（4）当滑动变阻器连入电路的阻值为5Ω时，由串联电路电阻的规律和欧姆定律算出电路中的电流，根据P＝I2R算出灯泡的功率。
【解答】解：由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
A、变阻器滑片向右滑动时，滑动变阻器的电阻变大，分压变多，电压表示数变大，故A错误；
B、由P＝UI可得，灯泡的额定电流：IL0.5A，故B错误；
C、因串联电路中各处的电流相等，且灯泡正常发光时的电流为0.5A，电流表的量程为0～0.6A，变阻器允许通过的最大电流为1A，
所以，电路中的最大电流I大＝0.5A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，
由I得，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R小4Ω，
灯泡的电阻：RL5Ω，
当电压表的示数UR′＝3V时，电路中的电流最小，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，
此时灯泡两端的电压：UL′＝U﹣UR′＝4.5V﹣3V＝1.5V，
电路中的最小电流：I小0.3A，
滑动变阻器接入电路中的最大阻值：R大10Ω，
则滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4Ω～10Ω，故C正确；
D、当滑动变阻器连入电路的阻值为5Ω时，电路中的电流为：
I0.45A，
灯泡的功率为：
PL′＝I2RL＝（0.45A）2×5Ω＝1.0125W，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是根据灯泡的额定电流确定电路中的最大电流和电压表的最大示数确定电路中的最小电流，并且要知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等。
5．（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。
【答案】（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。
【分析】（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和滑动变阻器两端的电压，根据串联电路的电压特点可知定值电阻两端的电压，根据欧姆定律可知定值电阻的阻值；
（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，根据P＝UI可知灯泡L的额定功率；
（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。
【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。
【点评】本题考查欧姆定律的应用和电能的计算，是一道综合题。
举一反三
1．（2023 北仑区二模）如图甲所示，R1为定值电阻，闭合开关S，滑动变阻器R2的滑片从a端移动到b端的过程中，R2消耗的电功率P与其两端电压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．R1的阻值为25欧
C．R2的最大阻值为50欧
D．该电路消耗的最大电功率为4.8W
【答案】C
【分析】由图甲可知，两电阻串联，电压表测滑动变阻器R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）由图像读出滑动变阻器的电功率和电压值，根据P＝UI求出电路中的电流；根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压，并求出R1的阻值，从而求出电源电压；
（2）根据图像中滑动变阻器两端的最大电压和对应的功率利用P＝UI求出滑动变阻器的最大电阻；
（3）当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时电路中的电流最大，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小，根据欧姆定律求出电路的最大电流，利用P＝UI求出最大功率。
【解答】解：由图甲可知，两电阻串联，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、当滑动变阻器消耗的功率为0.8W时，其两端电压为2V，
由P＝UI可得，此时电路中的电流为：I10.4A，
由I及串联电路的电压规律可得，电源的电压：U＝I1R1+U1＝0.4A×R1+2V……①
当滑动变阻器消耗的功率为0.5W时，其两端电压为5V，
由P＝UI可得，此时电路中的电流为：I20.1A，
由I及串联电路的电压规律可得，电源的电压：U＝I2R1+U2＝0.1A×R1+5V……②
由①②解得：R1＝10Ω，U＝6V，故AB错误；
C、由图乙可知，当变阻器两端电压最大为5V时，滑动变阻器全部接入电路中，其电阻最大，此时电流最小为I2＝0.1A，
则滑动变阻器的最大阻值为：R250Ω，故C正确；
D、当滑动变阻器接入电路的电阻为0时（电路为R1的简单电路），电路中的电阻最小，电流最大，
则电路中的最大电流为：I大0.6A；
该电路消耗的最大电功率：P大＝UI大＝6V×0.6A＝3.6W，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了串联电路的特点、欧姆定律的应用以及识图能力，关键是知道滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小、滑动变阻器接入电路中的电阻最小时电路中的电流最大。
2．（2023秋 长兴县期末）如图所示，图甲是某款即热式电热水龙头，图乙是它的电路原理图，R1和R2是阻值分别为22Ω和44Ω的电热丝。通过旋转手柄改变与开关S接触的两个相邻触点，实现冷水、温水、热水挡的切换。则以下说法正确的是（ ）
A．开关S接触2、3触点时，水龙头放出的是热水
B．开关S接触3、4触点时，电热丝R1、R2串联
C．水龙头在温水挡正常工作时的电流是10A
D．水龙头在热水挡正常工作时的功率是3300W
【答案】D
【分析】（1）当开关S接触1、2触点时，电路不通电，电热丝不工作，水龙头放出的是冷水；
（2）当开关S接触2、3触点时，电路中只有R2电热丝工作，根据P可以求出此时电功率的大小；
（3）当开关S接触3、4触点时，电路中R1、R2电热丝并联，根据P求出此时的电功率大小
（4）比较可知，开关S接触不同位置时的状态。
【解答】解：（1）当开关S接触1、2触点时，电路不通电，电热丝不工作，水龙头放出的是冷水；
（2）当开关S接触2、3触点时，电路中只有R2电热丝工作，根据P可知，此时的电功率：P1100W；
此时电路的电流：I5A；
（3）当开关S接触3、4触点时，电路中R1、R2电热丝并联，此时的电功率：P′2200W+1100W＝3300W；
（4）比较可知，当开关S接触2、3触点时，水龙头放出的是温水，当开关S接触3、4触点时，水龙头放出的是热水；
根据以上分析可知，ABC错误，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查并联电路的特点和电功率公式的应用，结合实际电路分析用电器的工作状态是解答此题的关键。
3．（2024 舟山模拟）在如图甲所示的电路中，L1、L2和L3为三个相同规格的小灯泡，通过这种小灯泡的电流随其两端的电压变化的曲线如图乙所示，当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25A。则此时（ ）
A．L1的电压为L2电压的2倍
B．L1消耗的功率为0.75W
C．L2的电阻为12Ω
D．L1、L2消耗的电功率的比值为4：1
【答案】B
【分析】如图甲所示的电路中，L2和L3并联后与L1串联，L1、L2和L3为三个相同规格的小灯泡，并联电路中各个支路的电压都相等，所以L2和L3的电压和电流均相等，并联电路干路电流等于各个支路电流之和，L1的电流为L2电流和L3电流之和，所以L1电流是L2电流的2倍，然后再结合图乙，判断各个选项是否正确。
【解答】解：A、当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25A，则流过L1的电流为0.25A，由乙图可知此时L1两端电压为3V，L2和L3并联后与L1串联，所以L1的电流为L2电流和L3电流之和，L2和L3的电压和电流均相等，所以L2和L3的电流都是0.125A，根据乙图可知，此时L2和L3的电压大约都为0.3V，所以L1的电压大约为L2电压的10倍，故A不正确；
B、流过L1的电流为0.25A，由乙图可知此时L1两端电压为3V，根据P＝UI可知L1的电功率为：P1＝U1I＝3V×0.25A＝0.75W，故B正确；
C、已知通过L2的电流为0.125A，由乙图可知此时L2的电压大约为0.3V，根据欧姆定律I2可知：L2的电阻大约为R22.4Ω，故C不正确；
D、已知通过L2的电流为0.125A，由乙图可知此时L2的电压大约为0.3V，所以L2的电功率大约为：P2＝U2I2＝0.3V×0.125A＝0.0375W，而L1的电功率为：P1＝U1I＝3V×0.25A＝0.75W，此时L1、L2的电功率的比值大约是P1：P2＝0.75W：0.0375W＝20：1，故D不正确。
故选：B。
【点评】该题主要考查了电路连接方式的判断，还要会利用欧姆定律的公式以及电功率的公式解决实际问题。
4．（2023 温州二模）如图甲所示电路，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑片P从右端滑到左端的过程中，R1、R2的I﹣U关系图象如图乙所示，现将R1电阻更换为70Ω，则更换后R1R2的I﹣U关系图可能是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【分析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
根据电压变化的范围进行判断R1、R2的I﹣U关系图象；
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，根据图象读出电路中的最小电流和滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值；
将R1电阻更换为70Ω，根据串联分压原理可知滑动变阻器接入电路最大阻值时，滑动变阻器和定值电阻两端的电压相等，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知此时通过电路的电流最小，据此选择正确图像。
【解答】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，R1两端的电压最大，R2两端的电压为0，
由图象可知，A为滑动变阻器R2的I﹣U关系图象，B为电阻R1的I﹣U关系图象，
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，
由U﹣I图象可知，电路中的最小电流I＝0.2A，R2两端的电压U2＝14V，
由欧姆定律可得滑动变阻器的最大阻值：R270Ω，
将R1电阻更换为70Ω，根据串联分压原理可知滑动变阻器接入电路最大阻值时，滑动变阻器和定值电阻两端的电压相等，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知此时通过电路的电流最小，故B正确，ACD错误。
故选：B。
【点评】本题考查串联电路特点以及欧姆定律的应用，要明白电路各个用电器的连接情况，还要会看I﹣U关系图，从中获取有用的信息。
5．（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
【答案】C
【分析】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；
（1）根据图乙利用P＝UI求出两次电路中的电流，根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源电压，解方程求出定值电阻R1的阻值和电源电压；
（2）根据滑动变阻器接入电路的电阻最小时，电路中的电流最大，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的最小阻值，根据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，结合电压表的量程确定滑动变阻器两端的最大电压，根据欧姆定律和串联电路的电阻特点求出滑动变阻器接入电路的最大阻值。
（3）根据P＝UI求出电路消耗总功率的最小值。
【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。
【点评】本题考查了串联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用，关键是根据图乙利用P＝UI求出两次电路中的电流，利用串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源电压，解方程求出定值电阻R1的阻值和电源电压。
03 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。换低挡位，以获得更大的牵引力从而顺利上坡。
例题展示
1．（2024春 余杭区期末）今年小科家造了新房，电工师傅安装完成后，小科闭合开关S1、S2后，发现灯泡L1正常发光，L2不发光。电工师傅用测电笔检测如图中的a、b、c、d四处，a、b、d处氖管发光，c处不发光。则下列说法中正确的是（ ）
A．电路中进户线零线断路
B．电路中c、d之间某处断路
C．电路中的灯泡L2短路
D．电路中的灯泡L2断路
【答案】B
【分析】测电笔在使用时，应将笔尖接触导线，手接触笔尾的金属体，如果接触的是火线，氖管会发光；灯不亮的原因可能是断路或者短路，结合测电笔检测时氖管的发光情况判断具体的故障原因和位置。
【解答】解：（1）闭合S1、S2，灯L1正常发光，说明L1支路为通路，则从保险丝→a→S1→L1→c→c点左侧的零线都没有断路，L2也不存在短路，故AC错误；
（2）闭合S1、S2，灯L2不发光，说明电路中c、d之间某处断路，或电路中的灯泡L2断路；
用测电笔检测如图中的a、b、c、d四处，a、b、d处氖管发光，c处不发光，说明d点会通过灯泡L2与火线间接相连，则L2是完好的；L2不亮，说明灯泡L2与零线不能构成通路，所以是c、d两点间断路，故B正确、D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了家庭电路故障的分析、测电笔的使用方法，属于基础题目。
2．（2024 宁波模拟）在如图所示的电路中，闭合开关后，只有一盏灯亮，若故障只发生在一盏灯上，则判断正确的是（ ）
A．若电流表无示数，则L1断路，电压表无示数
B．若电流表无示数，则L2断路，电压表有示数
C．若电流表有示数，则L2断路，电压表有示数
D．若电流表有示数，则L1短路，电压表无示数
【答案】C
【分析】由图知，两个灯泡并联，电压表测量并联电路两端的电压，电流表测量Ll中的电流；闭合开关后，只有一盏灯亮，并且只有一个灯泡出现了故障，根据两表的情况，可知故障所在；注意电流表有示数表明电路为通路；如果电流表无示数，表明电路为断路。
【解答】解：AB、电流表无示数，说明灯Ll断路；则L2完好，那么电压表应该有示数；故AB错误；
CD、电流表有示数，说明灯Ll完好；则灯L2断路，电压表测量L1两端电压，故应该有示数；如果L1短路，则电源烧坏，不可能有灯泡亮，故C正确，D错误。
故选：C。
【点评】本题考查并联电路的故障分析，属于中档题。
3．（2024 舟山模拟）如图所示为家庭电路的一部分，对其按如下顺序检测：①闭合开关S1，灯L1亮；②断开开关S1，闭合开关S2，灯L2不亮；再用测电笔测试a、b两点，发现只有测a点时，氖管发光。若电路中只有一处故障，则是（ ）
A．a、b两点间断路 B．b点左侧的零线断路
C．灯L2短路 D．灯L2断路
【答案】A
【分析】试电笔在使用时，应将笔尖接触导线，手接触笔尾的金属体，这样就可以形成回路，如果是火线，氖管会发光。
【解答】解：
闭合S1，灯L1亮，电路中有电流，说明电路为通路，所以故障不可能是b点左侧的零线断路；
断开S1，闭合S2，灯L2不亮，灯L2不亮的原因有两个：一个是断路、一个是短路；若灯L2短路时，电路的电流会很大，保险丝会熔断，测电笔测a、b两个接线点上，氖管都不会发光；若灯L2所在支路断路，则测电笔测a点时氖管不发光；
若a、b两点间断路，灯泡L2与零线不能构成闭合电路，电路中没有电流，灯泡不会发光，但a点会通过灯泡L2与火线间接相连，则测电笔测a点时氖管会发光；
综上所述，A正确。
故选：A。
【点评】本题考查了用测电笔判断家庭电路的故障，相对比较简单，属于基础题。
4．（2025 婺城区校级一模）小柯家的电路如图所示。开始时各部分工作正常。当将电饭煲的插头插入三孔插座后，正在烧水的电茶壶突然不能工作了，但电灯仍能正常发光。拔出电饭煲的插头，把测电笔插入插座的左、右插孔，氖管均能发光，则（ ）
A．电路的C、D两点间导线断路
B．插座的接地线断路
C．插座的左右插孔短路
D．电热壶所在的B、D两点间断路
【答案】A
【分析】家庭电路零线断路，插座左孔可能通过其他用电器与火线相连，使得测电笔发光；
接地线短路不影响用电器工作，但影响安全；家庭电路是并联，一个短路会烧坏保险丝；
正常情况下，插座左孔的零线不能使得测电笔发光。
【解答】解：A、只有导线CD断路，导致电热壶不能正常工作，同时试电笔插入插座的左、右插孔，氖管均能发光。故A正确；
B、播座的接地线断路，不会有影响火线与零线，电水壶仍能工作，故B错误。
C、插座的左右插孔短路，应该烧坏保险丝，整个电路停止工作，故C错误。
D、电热壶所在的B、D两点间断路，插座左孔与零线相连，应该不能使得测电笔发光，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查家庭电路的故障分析，属于中档题。
举一反三
1．（2024春 婺城区校级期中）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
【答案】B
【分析】家庭电路的故障有两种：短路和断路；测电笔氖管发光时，说明接触的是火线，不发光，说明接触的是零线；据此分析电路的故障。
【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。
【点评】本题考查了家庭电路故障的判断，属于基础题。
2．（2023 鹿城区模拟）如图所示电路，电源电压保持不变，三只电表均完好。开关S闭合后，发现只有两个电表的指针发生偏转，若电路中只有一个灯泡出现了故障，则可能是（ ）
A．电压表V1示数为零，灯L1断路
B．电压表V1示数为零，灯L1短路
C．电流表A示数为零，灯L2断路
D．电流表A示数为零，灯L2短路
【答案】B
【分析】由图知，两个灯泡串联，只有一个灯泡出现了故障，由于其中两表有示数，可知此故障不是断路，如果是断路，则整个电路中没有电流，电表都不会有示数。则该灯泡短路。
【解答】解：
A、如果灯L1断路，则电压表V1会和灯L2串联，电压表会有示数。不合题意。
B、电压表V1示数为零，灯L1短路。如果灯L1短路，则它两端的电压表也短路，即电压表V1示数为零。其它两表有示数，符合题意。
C、灯L2断路，整个电路就会断路，电压表V1和电流表会无示数，不合题意。
D、电流表A示数为零，灯L2短路。如果灯L2短路，灯L1正常工作，则电流表也有示数，不合题意。
故选：B。
【点评】此题考查电流表，电压表在电路故障中的作用判断，要结合图形和两表特点进行分析。
3．（2024 鄞州区校级模拟）学校走廊的吸顶灯不亮了，其内部结构如图甲所示，主要由电源模块和21颗相同的LED灯珠串联组成，电路如图乙所示（灯泡符号表示LED灯珠，省略号表示未画出的灯珠）。通过查阅资料获得该吸顶灯的信息如下：单个LED灯珠的额定电流为0.3A，额定电压为3.3V。电源模块输出的电压U可在40～90V范围内变化，从而使输出电流恒定为0.3A。
（1）通过检查，发现AB间的LED灯珠发生了 断路 （填“短路”或“断路”）故障，导致所有灯珠都不亮。
（2）用一根导线将AB两点连接起来，接通电源后，该吸顶灯又亮了，此时吸项灯的功率为 19.8W 。
【答案】（1）断路；（2）19.8W。
【分析】（1）串联电路中各用电器工作时相互影响；
（2）电源模块输出的电压U可在40～90V范围内变化，从而使输出电流恒定为0.3A；
单个LED灯珠的额定电压为3.3V，AB间的LED灯珠被短路后，20个灯珠串联接入电路中，由串联电路的电压特点求出电源模块的输出电压，最后根据P＝UI求出此时吸顶灯的功率。
【解答】解：（1）吸顶灯是由21颗相同的LED灯珠串联组成，所有灯珠不亮，说明电路中没有电流通过，根据串联电路中各用电器工作时相互影响可知，可能是AB间的LED灯珠发生了断路；
（2）电源模块输出的电压U可在40～90V范围内变化，从而使输出电流恒定为0.3A；所以AB两点一个灯珠坏了，用导线将AB两点连接起来，电源模块会调节输出电压，使得灯珠可以正常发光；
单个LED灯珠的额定电压为3.3V，AB间的LED灯珠被短路后，20个灯珠串联接入电路中，
由串联电路的电压特点可知，电源模块的输出电压：U＝20U额＝20×3.3V＝66V，
吸顶灯输出电流恒定为0.3A，故此时吸顶灯的功率为：P＝UI＝66V×0.3A＝19.8W。
故答案为：（1）断路；（2）19.8W。
【点评】本题考查了串联电路的特点和功率的计算等知识，属于基础知识考查。
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专题05 动态电路与故障分析
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。
常考题型：电路的动态分析、限制性电路分析、电流表、电压表在判断电路故障中的应用。
本册资料习题均选自：中考真题、最新模拟题、联考题、名校模拟题等...
1．（2024 龙湾区二模）下列电路图中，R是滑动变阻器，R0是定值电阻。将图中的电表改装成质量表，可以直接从电表上读出待测货车的质量。现要求地磅工作时，货车质量越大，电表的示数也越大且表盘刻度均匀增加，下列电路设计符合要求的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【分析】解决本题首先要明确电流表和电压表在电路中的正确连接方式，明确在电路中电压表或电流表所测的是哪部分的电压或者电流，再次分析电路，当重物越重时，会使电路中滑动变阻器的电阻如何变化，从而影响电压表或者电流表的变化是否符合题目要求。
【解答】解：A．滑动变阻器R与定值电阻R0串联，电流表测总电流。当货车质量增大时，滑片向下移动，滑动变阻器连入阻值增大，那么电流表的示数变小，故A不合题意；
B．滑动变阻器R与定值电阻R0串联，电压表测R0的电压。当货车质量增大时，滑片向下移动，滑动变阻器的阻值减小，那么总电流增大，根据公式U＝IR可知，电压表的示数增大。根据公式U0＝I0R0R0可知，电压表的示数与滑动变阻器连入阻值变化不成正比，故B不合题意；
C．滑动变阻器R与定值电阻R0串联，电流表与变阻器并联。由于变阻器被短路，所以无论货车的质量如何变化，电流表的示数都不变，故C不合题意；
D．滑动变阻器R与定值电阻R0串联，电压表测滑动变阻器滑片上方的电压。无论滑片怎样移动，滑动变阻器的阻值都是全部使用，因此总电阻保持不变，则电路中电流保持不变。当货车质量增大时，滑片向下移动，与电压表并联的电阻变大，根据U＝IR可知，此时电压表的示数与滑动变阻器滑片上方的电阻成正比，即电压表的示数变大，故D符合题意。
故选：D。
【点评】本题考查欧姆定律的应用，关键是对电路的分析。
2．（2024 西湖区模拟）如图所示，滑动变阻器R2的最大阻值与定值电阻R1相同。当S1断开，S2闭合，滑动变阻器的滑片处于最大阻值处时，下列操作中可能使电流表示数变大的是（ ）
A．闭合S1，断开S2
B．闭合S1，向左移动滑片P
C．减小电源电压，闭合S1
D．增大电源电压，向左移动滑片P
【答案】C
【分析】当S1断开，S2闭合，只有滑动变阻器接入电路，滑动变阻器的滑片处于最大阻值处；
（1）闭合S1，断开S2，只有定值电阻R1接入电路，滑动变阻器R2的最大阻值与定值电阻R1相同，由I判断出电路中电流的变化；
（2）闭合S1，两电阻并联，向左移动滑片P，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，由I判断出电路中电流的变化；
（3）减小电源电压，闭合S1，电路的电阻变小，由I判断出电路中电流的变化；
（4）增大电源电压，向左移动滑片P，滑动变阻器接入电路的电阻变小，由I判断出电路中电流的变化。
【解答】解：当S1断开，S2闭合，只有滑动变阻器接入电路，滑动变阻器的滑片处于最大阻值处；
A、闭合S1，断开S2，只有定值电阻R1接入电路，滑动变阻器R2的最大阻值与定值电阻R1相同，所以电路的电阻不变，由欧姆定律I知电路的电流不变，电流表示数不变，故A不符合题意；
B、闭合S1，两电阻并联，向左移动滑片P，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，由欧姆定律I可知电路中的电流一定变大，即电流表示数一定变大，故B不符合题意；
C、闭合S1，电路的总电阻变小，减小电源电压，由欧姆定律I知电路中的电流可能不变，也可能变小，还可能变大，即该操作可能使电流表示数变大，故C符合题意；
D、增大电源电压，向左移动滑片P，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，由欧姆定律I可知电路中的电流一定变大，即电流表示数一定变大，故D不符合题意；
故选：C。
【点评】本题考查了欧姆定律的应用，掌握电路的连接是解题的关键。
3．（2024春 余姚市期末）如图所示，A是悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁，B是电磁铁。现闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向右移动时，弹簧测力计的示数变小。下列说法不正确的是（ ）
A．该过程中，电压表示数减小
B．B的下端是S极，电源右端是正极
C．若减少B线圈匝数，滑片P向左移动时，弹簧测力计示数变大
D．若对调电源正负极，滑片P向左移动时，弹簧测力计示数变大
【答案】D
【分析】（1）由电路图可知，定值电阻R0与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，电压表测R两端的电压，根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和电压表示数的变化；
（2）知道磁体的下端为N极和弹簧测力计的示数变小，根据磁体间的相互作用规律，从而可以判断出电磁铁的磁极极性；知道电磁铁的磁极极性，可利用安培定则判断出电磁铁中电流的方向，从而可以确定电源的正负极；
（3）（4）首先减少B线圈匝数（对调电源正负极），滑片P向左移动后，电磁铁磁性强弱的变化，再根据磁体间的相互作用规律，可以确定弹簧测力计示数的变化。
【解答】解：A、将滑动变阻器的滑片缓慢向右移动的过程中，接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，电压表示数变小，故A正确；
B、由“闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向右移动时，弹簧测力计的示数变小”根据同名磁极相互排斥，可知，螺线管B上端为N极，下端是S极，右手握住螺线管，大拇指指向N极，四指指向电流的方向，则电源右端为“+”极，故B正确；
C、若减少B线圈匝数，滑片P向左移动时，变阻器的电阻增大，电磁铁的磁性减弱，同名磁极相互排斥的排斥力变小，弹簧测力计示数变大，故C正确；
D、若对调电源正负极，电磁铁的磁极极性改变，滑片P向左移动时，异名磁极相互吸引的吸引力变小，弹簧测力计示数变小，故D错误。
故选：D。
【点评】本题考查了学生对电磁铁磁性强弱的影响因素、磁体间的相互作用规律、安培定则的理解和应用，都是基础内容，要想很好的解决此题，就需要学生很好地掌握这些基础知识。
4．（2024春 玉环市期末）如图所示的家庭电路中，闭合开关后灯泡不亮。用试电笔检测插座的两孔，发现只有插入右孔时氖管才发光。用试电笔检测A点氖管发光，检测B点氖管不发光。发生这一现象的原因可能是（ ）
A．灯丝断了 B．零线断路
C．开关接触不良 D．插座短路
【答案】A
【分析】试电笔在使用时，应将笔尖接触导线，手接触笔尾的金属体，这样就可以形成回路，如果是火线，氖管会发光。
【解答】解：用试电笔检测插座的两孔，发现只有插入右孔时氖管才发光，说明右孔连接的是火线，电路连接正常；用试电笔检测A点氖管发光，检测B点氖管不发光，说明在A、B两点之间出现了断路，可能灯丝断了。
故选：A。
【点评】本题考查家庭电路故障的分析，相对比较简单，属于基础题。
5．（2024 瓯海区模拟）如图所示的电路中，电源两端的电压U恒定，四个电表都是理想的，则电键K闭合后（ ）
A．电流表的示数不为零
B．电压表V1的示数为零
C．电压表V2的示数为零
D．当滑动变阻器的触头向b端滑动，V3示数不变
【答案】A
【分析】根据电路图知，闭合电键K，三个电阻串联，电流表测量电路中的电流，电压表V1测量R的电压，电压表V2测量R和滑动变阻器的总电压，电压表V3测量滑动变阻器的电压；根据欧姆定律和串联电路的特点分析。
【解答】解：根据电路图知，闭合电键K，三个电阻串联，电流表测量电路中的电流，电压表V1测量R的电压，电压表V2测量R和滑动变阻器的总电压，电压表V3测量滑动变阻器的电压；闭合电键K，电路是通路，则所有电表都有示数，当滑动变阻器的触头向b端滑动，滑动变阻器的电阻减小，根据串联分压关系，滑动变阻器分得的电压减小，V3示数减小，故A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】本题考查串联电路的特点和欧姆定律，属于中档题。
6．（2024 游仙区模拟）如图是同学们设计的汽车油量表电路，滑动变阻器R的滑片P跟金属滑杆连接，滑杆可以绕固定轴O转动，滑杆的另一端连着浮子，当油量增多时，油量表的示数变大。下列说法正确的是（ ）
A．滑杆是省力杠杆
B．R0可以保护电路，一定不能去掉
C．当油量增多时，电流表示数变大，可将其改装为油量表
D．当油量增多时，电压表示数变大，可将其改装为油量表
【答案】D
【分析】（1）由题意知滑杆可以绕固定轴O转动，即O为支点，浮子对滑杆的力为动力，滑片对滑杆的力为阻力，根据图中动力臂与阻力臂的关系判断出杠杆的种类；
（2）图中滑动变阻器的最大电阻接入电路，滑片移动，滑动变阻器接入电路的电阻不变，电路不会出现短路，据此判断出R0是否可以去掉；
（3）当油量增多时，滑片下移，与电压表并联部分的电阻变大，但滑动变阻器接入电路的电阻不变，电路的总电阻不变，由I判断出电路中电流的变化和电压表示数的变化，据此判断出哪个表适合做油量表。
【解答】解：A、由题意知滑杆可以绕固定轴O转动，即O为支点，浮子对滑杆的力为动力，滑片对滑杆的力为阻力，图中动力臂小于阻力臂，所以滑杆是费力杠杆，故A错误；
B、图中滑动变阻器的最大电阻接入电路，滑片移动，滑动变阻器接入电路的电阻不变，电路不会出现短路，R0可以去掉，故B错误；
CD、当油量增多时，滑片下移，与电压表并联部分的电阻变大，但滑动变阻器接入电路的电阻不变，电路的总电阻不变，由I知电路中的电流不变，由U＝IR知电压表的示数变大，可将电压表改装为油量表，故C错误，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了电路的动态分析、欧姆定律的应用，难度不大。
7．（2024秋 西湖区校级期末）电工师傅常用一只标有“220V 0.2A”的灯泡L0（检验灯泡）取代保险丝来检查新安装的照明电路中每个支路的情况，如图所示。当只闭合S、S1时L0不亮；当只闭合S、S2时，L0和L2都呈暗红色；当只闭合S、S3时，L0正常发光。由此可以判断（ ）
A．L1所在的支路短路 B．L2所在的支路断路
C．L3所在的支路短路 D．各支路均完好
【答案】C
【分析】根据家庭电路的组成和电路的三种状态进行分析。
【解答】解：A、当只闭合S、S1时L0不亮；说明L1支路断路，故A错误；
B、当只闭合S、S2时，L0和L2都呈暗红色；此时检验灯泡L0和L2串联，说明L2支路正常，故B错误；
CD、当只闭合S、S3时，L0正常发光，说明L3支路短路，此时检验灯泡直接并联在火线和零线之间，故C正确，D错误。
故选：C。
【点评】本题考查的是家庭电路简单故障的判断；知道电路的三种基本状态。
8．（2024春 宁波期中）如图所示，电阻R1＝R2，R3＝10R1，a、b两端接上恒定电压，电流表为理想电表，则下列说法正确的是（ ）
A．当滑动触头P在变阻器R3的左端时，a、b间的电阻值最大
B．当滑动触头P在变阻器R3的中间时，电流表读数最小
C．当滑动触头P接近R3的左、右端时，电流表容易被烧坏
D．当P由R3的左端滑到右端的过程中，电流表读数先由小变大，再由大变小
【答案】B
【分析】根据并联电路的特点分析电阻大小的变化，根据欧姆定律分析电流的变化。
【解答】解：根据电路图可知，该电路为混联电路，电流表测量干路中的电流；
AB、电阻R1＝R2，R3＝10R1，当滑片在的中点时，两条支路的电阻相等，则并联部分的电阻是最大的，根据欧姆定律可知，干路中的电流是最小的；根据并联电路的电流规律可知，故A错误、B正确；
C、当滑动触头P接近R3的左、右端时，电路不会发生短路现象，电流表不容易被烧坏，故C错误；
D、当P由R3的左端滑到右端的过程中，整个电路的电阻先变大后变小，根据欧姆定律可知，干路中的电流先变小后变大，电流表读数先变小后变大，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了电路的动态分析、欧姆定律的应用、并联电路的电阻关系，难度不大。
9．（2024 瓯海区校级模拟）两位同学在实验室利用如图（a）所示的电路测定定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录了电流表A和电压表V1的测量数据，另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据，并根据数据描绘了如图（b）所示的两条U﹣I图线，则图象中两图线的交点表示的物理意义是（ ）
A．滑动变阻器的滑动触头P滑到了最右端
B．电源的输出功率最小
C．定值电阻R0上消耗的功率为0.5W
D．电源的效率达到最大值
【答案】C
【分析】由图可知，电压表V1测电源的路端电压，电压表V2测量R0两端的电压，两条U﹣I图象表示的意义不同，根据图象的意义可知交点的意义，并求出电源的输出功率及定值电阻R0上消耗的功率；
根据电源的效率η知电流越小功率越大，据此分析出电源的效率达到最大值时滑片的位置。
【解答】解：A、由题意可知图象乙表示电源的路端电压随电流的变化关系；图象甲表示电阻R0两端的电压随电流的变化关系；交点处说明两图象表示的电流相等，并且电压相等，故说明此时滑动变阻器短路，即滑片滑到了最左端，故A错误；
B、由图象可得，R02Ω，r1Ω；
当电路中外电阻等于内电阻时，电源输出功率最大，但本题R0＞r，改变滑动变阻器时无法达到电路中内、外电阻相等，此时当外电阻越接近内电阻时，电源输出功率最大，故B错误；
C、由图可知，此时电源的路端电压为1.0V，电流为0.5A，定值电阻上消耗的电功率P＝UI＝1.0V×0.5A＝0.5W，故C正确；
D、电源的效率：η，故电流越小功率越大，可见滑动变阻器的滑动头P滑到最右端时效率最大，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查测定电动势和内电阻实验的数据处理方法，要结合电路分析图线的意义，注意分析交点及截距等图象给出的隐含条件。
10．（2025 绍兴模拟）如图所示电路，电源电压恒为6V电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，滑动变阻器R的规格为“20Ω，1A”，定值电阻R0的规格为“10Ω，0.5A”。为了保证电路安全，闭合开关后，在滑动变阻器滑片移动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．滑动变阻器R接入电路的阻值变化范围2～20Ω
B．电流表示数允许变化范围是0.2～0.5A
C．电路的最小电功率为1.2W
D．电阻R0的最小电功率为0.9W
【答案】D
【分析】由电路图可知，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）当电压表的示数为3V时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，电路电流最小，根据串联电路电压规律和欧姆定律求出电路中的最小电流，根据欧姆定律求出电路的总电阻，再根据串联电路电阻规律求出滑动变阻器接入点的最大阻值；
（2）根据滑动变阻器、定值电阻的规格和电流表的量程确定电路中的最大电流，根据欧姆定律求出此时电路的总电阻，根据串联电阻规律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值；
（3）根据电路中的最小电流，根据P＝UI求出电路的最小功率；
（4）根据电路中的最小电流，利用P＝I2R求出电阻R0消耗的最小电功率。
【解答】解：由电路图可知，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流；
AB、当电压表的最大示数为3V时，根据串联电路的分压规律可知，滑动变阻器接入电路的阻值最大，电路电流最小；
因串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和，所以定值电阻R0两端电压：U0＝U﹣UR＝6V﹣3V＝3V；
此时电路中的最小电流：I小＝I00.3A；
由I可知，此时电路的总电阻：R总大20Ω；
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器接入电路中的最大阻值：R2大＝R总大﹣R0＝20Ω﹣10Ω＝10Ω；
因电流表的量程为0～0.6A，定值电阻R0允许通过的最大电流为0.5A，滑动变阻器R允许通过的最大电流为1A，所以，电路中的最大电流I大＝0.5A；则电流表示数允许变化范围是0.3A～0.5A；
此时电路中的总电阻：R总小12Ω；
此时滑动变阻器接入电路的最小电阻：R2小＝R总小﹣R0＝12Ω﹣10Ω＝2Ω；变阻器R接入电路阻变化范围为2Ω～10Ω；故AB错误；
C、电路中的最小电流为I小＝0.3A，电路消耗的最小电功率为P＝UI小＝6V×0.3A＝1.8W，故C错误；
D、电阻R0消耗的最小电功率为：P'＝R0＝（0.3A）2×10Ω＝0.9W，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查串联电路中电压、电流以及欧姆定律的应用，注意求阻值范围时，根据电流表和电压表的最大值进行计算，并且会灵活运用欧姆定律。
11．（2023 拱墅区校级模拟）如图所示是小明设计的一个火警报警装置的简易电路图。R为可变电阻，过压报警器检测到AB间电压高于警戒值时，会触发蜂鸣器报警。Rt是热敏电阻，一般有两种：阻值随温度升高而增大的正温度系数热敏电阻和阻值随温度升高而减小的负温度系数热敏电阻。要做到低温时报警器不响，火警时产生高温，报警器响起，则下列说法不正确的是（ ）
A．Rt必须是负温度系数热敏电阻
B．当高温时Rt阻值减小，AB之间电压升高，报警器响起
C．环境温度不变时，使可变电阻增大，AB之间电压增大
D．为了在更低温度时报警，应适当减小可变电阻R的阻值
【答案】D
【分析】分析电路的连接，过压报警器检测AB间电压：
（1）要做到低温时报警器不响，火警时产生高温，报警器响起，即温度变低时，AB间电压降低，温度升高时，AB间电压升高，根据串联电路电压的规律和分压原理分析；
（2）根据A项解答判断当高温时Rt的阻值如何变化，由分压原理确定热敏电阻电压变化，由串联电路电压的规律判断A、B之间电压变化，据此分析；
（3）由串联分压原理分析回答；
（4）根据电阻的串联和欧姆定律，得出A、B的电压表达式，UABR，据此分析。
【解答】解：由图知，热敏电阻与可变电阻串联，过压报警器检测AB间的电压；已知过压报警器检测到AB间电压高于警戒值时，会触发蜂鸣器报警：
A、要做到低温时报警器不响，火警时产生高温，报警器响起，即温度升高时，AB间电压升高，根据串联电路电压的规律，热敏电阻的电压减小，由串联分压原理可知，热敏电阻的阻值应减小，即用阻值随温度升高而减小的负温度系数热敏电阻，故A正确；
B、由A项解答可知，当高温时热敏电阻Rt的阻值应减小，故B正确；
C、环境温度不变时，热敏电阻的阻值不变，使可变电阻增大，根据串联分压原理可知，A、B之间电压也增大，故C正确；
D、根据电阻的串联和欧姆定律可得，A、B之间电压为：
UABRU，由此可知，在温度更低的情况下，Rt的阻值更大，只有当R增大时，UAB变大触发蜂鸣器报警，因此为了在更低温度时报警，应适当增大可变电阻R的阻值，故D错误。
故选：D。
【点评】本题结合实际考查串联电路的规律及欧姆定律的运用，关键从题中获取有效的信息。
12．（2024 浙江模拟）图像是表征事物的一种方法。小明用如图甲所示电路测定小灯泡的电功率，将滑片从b移至a，记录多组数据并描绘出如图乙所示的I﹣U图像。若图中面积S1表示灯泡两端电压为U1时消耗的电功率大小，则此时滑动变阻器所消耗的电功率可表示为（ ）
A．S2 B．S3 C．S1+S2 D．S1+S3
【答案】B
【分析】根据串联电路电压的规律和P＝UI计算出此时滑动变阻器所消耗的电功率的区域。
【解答】解：当滑片在阻值最大处时电路中的电流最小，由图乙知电压表的示数为U1，当滑片在阻值最小处时电路中的电流最大，电压表的示数最大，为电源电压，由图乙知此时电压表的示数为U0，当电压为U1时，根据串联电路电压的规律知滑动变阻器两端的电压为：U滑＝U0﹣U1，
电流与小灯泡的电流相同，由P＝UI知滑动变阻器的功率为：P滑＝U滑I＝（U0﹣U1）I，此时滑动变阻器所消耗的电功率可表示为S3。
故选：B。
【点评】本题考查了滑动变阻器电功率的计算等，知道电功率的计算公式。
13．（2024秋 婺城区期末）如图甲是一种新型的生活小家电——蒸蛋器，它能最大程度保证鸡蛋的营养成分不被破坏和流失。图乙为它的原理图，每次使用时需向蒸蛋器内加入一定量的水，当水烧干后，温控开关自动断开，鸡蛋即可蒸熟。下列有关说法中不正确的是（ ）
A．该发热器是利用电流的热效应工作的
B．该发热器正常工作时的电阻为121Ω
C．指示灯正常工作时，通过指示灯的电流为0.01A
D．蒸鸡蛋时发热器消耗的电能等于鸡蛋增加的内能
【答案】D
【分析】A、该发热器是利用电流的热效应工作的；
B、根据P可知该发热器正常工作时的电阻；
C、根据P＝UI可知指示灯正常工作时通过指示灯的电流；
D、工作过程中有能量损耗，据此分析。
【解答】解：A、该发热器是利用电流的热效应工作的，故A正确；
B、根据P可知该发热器正常工作时的电阻为R121Ω，故B正确；
C、根据P＝UI可知指示灯正常工作时，通过指示灯的电流为I0.01A，故C正确；
D、蒸鸡蛋时发热器消耗的电能大于鸡蛋增加的内能，故D错误。
故选：D。
【点评】本题考查电功率的有关知识，是一道综合题。
14．（2024 鄞州区模拟）如图甲所示，一个电压恒定的电源跟一个电阻串联后，给电路供电，图乙中直线OAC为该电源的输出功率P总随电流I变化的图象，抛物线OBC为该电阻热功率PR随电流变化的图象，若A、B对应的横坐标为2A，则下列说法不正确的是（ ）
A．线段AB表示的功率为2W
B．电流为3A时，外电路电阻为2Ω
C．电流为2A时，外电路电阻为0.5Ω
D．电源电压为3V，电阻为1Ω
【答案】B
【分析】根据图象可知，当电路中的电流3A时，电源的输出功率P总和该电阻热功率PR相等，则此时外电阻为零，根据P＝UI求出电源的电压，根据欧姆定律求出电阻R的阻值；根据欧姆定律求出电路中的电流为2A时电路的总电阻，利用电阻的串联求出外电阻，利用P＝UI＝I2R求出线段AB表示的功率。
【解答】解：
由图象可知，当电路中的电流I＝3A时，电源的输出功率P总和该电阻热功率PR相等，均为9W，则此时外电阻为零，故B错误；
由P＝UI可得，电源的电压U3V，由I可得，电阻R1Ω，故D正确；
当电路中的电流为2A时，电路的总电阻R总1.5Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，外电阻R外＝R总﹣R＝1.5Ω﹣1Ω＝0.5Ω，故C正确；
线段AB表示的功率PAB＝P总′﹣PR′＝I2R总﹣I2R＝I2R外＝（2A）2×0.5Ω＝2W，故A正确。
故选：B。
【点评】本题考查了串联电路的电流特点和欧姆定律、电功率公式的应用，从图象中获取有用的信息是关键。
15．（2024秋 三台县期末）如图所示的电路中，电源电压不变。当甲、乙两表均为电流表时，S闭合，S1断开，R1和R2消耗的功率P1：P2＝2：3；当甲、乙两表均为电压表时，开关S1和S都闭合，两电压表示数U甲、U乙，R1、R2消耗的功率P1'、P2'，则（ ）
A．U甲：U乙＝5：2，P1'：P2'＝3：2
B．U甲：U乙＝5：2，P1'：P2＝9：4
C．U甲：U乙＝3：2，P1'：P2'＝3：2
D．U甲：U乙＝3：2，P1'：P2'＝9：4
【答案】A
【分析】（1）当开关S闭合，S1断开，甲、乙两表为电流表时，R1与R2并联，并联电路中各支路两端的电压相等，由P知，在电压不变时，电功率与电阻成反比，从而得出两电阻之比；
（2）当开关S和S1都闭合，甲、乙两表为电压表时，R1与R2串联，甲电压表测电源的电压，乙电压表测R2两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出两电阻两端的电压之比，根据串联电路的电压特点求出两电压表的示数之比，再根据P＝I2R求出两电阻消耗的电功率之比。
【解答】解：（1）当开关S闭合，S1断开，甲、乙两表为电流表时，R1与R2并联，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由P知，在电压不变时，电功率与电阻成反比，故有
（2）当开关S和S1都闭合，甲、乙两表为电压表时，R1与R2串联，甲电压表测电源的电压，乙电压表测R2两端的电压，
因串联电路中各处的电流相等，由分压原理可知：
两电阻两端的电压之比
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，两电压表的示数之比
由P＝I2R可得，此时两电阻消耗的电功率之比
P1′：P2′＝I2R1：I2R2＝R1：R2＝3：2
故A正确，C错误。
故选：A。
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，分清电路的连接方式和电表所测的电路元件以及利用电阻之比连接两电路的关系是关键。
16．（2024 宁波模拟）创新小组的同学设计了一个粉尘浓度监测装置，图甲为该监测装置的简化电路图，它是通过传感器R来进行检测的，R的阻值随粉尘浓度β变化的关系如图乙所示。已知电源电压为4V，定值电阻R0的阻值为15Ω，电压表的量程为0～3V。下列分析正确的是（ ）
A．电压表示数随粉尘浓度增大而减小
B．电路可测的最大粉尘度为25mg/m3
C．定值电阻R0的最大功率为0.6W
D．整个电路的最小总功率为0.8W
【答案】C
【分析】由电路图可知，闭合开关S，传感器电阻R和定值电阻R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）根据图丙可知粉尘浓度增大时传感器R的阻值变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和定值电阻R0两端的电压变化，利用串联电路的电压特点可知电压表示数的变化；
（2）当传感器R的阻值最小时，电路中的总电阻最小，电路中的电流最大，根据电阻的串联和欧姆定律求出电流表的最大示数；
此时传感器R的阻值最小，粉尘浓度最大，则根据欧姆定律可得此时的总电阻，根据串联电路的特点求出此时传感器R的阻值，由图乙知可知此时对应的粉尘度；
根据P＝UI计算定值电阻R0的最大功率；
（3）根据串联电路电阻规律结合P可知要使电功率最小，需要传感器R的阻值最大，由图乙可知，传感器R的最大阻值，进一步求出电路的最小总功率。
【解答】解：A、由图甲可知该电路为串联电路，电压表测量定值电阻两端的电压，由图乙可知，随着粉尘浓度的增加，传感器R的电阻减小，所以当粉尘浓度增大时，电路中的总电阻变小，由欧姆定律得电路中的电流变大，定值电阻两端的电压变大，即电压表示数变大，故A错误；
BC、因为电压表的量程为0～3V，所以当定值电阻两端电压达到电压表量程的最大值3V时，由欧姆定律得此时电路中的电流最大，即I最大0.2A，
此时的总电阻最小，即传感器R的阻值最小，粉尘浓度最大，则根据欧姆定律可得此时的总电阻为：R总20Ω；
因为定值电阻R0的阻值为15Ω，所以此时传感器R的阻值为5Ω，由图乙知此时对应的粉尘度为14mg/m3，所以电路可测的最大粉尘度为14mg/m3，故B错误；
定值电阻R0的最大功率为：P0最大＝U0最大I最大＝3V×0.2A＝0.6W，故C正确；
D．由P可得电路的总功率为：P，要使电功率最小，需要传感器R的阻值最大，由图乙可知，传感器R的最大阻值为45Ω，所以电路的最小总功率为：P0.27W，故D错误。
故选：C。
【点评】题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用以及电路的动态分析，从图象中获取有用的信息是关键。
17．（2024春 宁波期末）小英在做探究串联电路电流关系的实验时，连接了图所示的电路。她闭合开关S后，发现灯泡L1和L2都不亮，电流表无示数。为了排除电路故障，小英用量程为0～3V的电压表进行检查判断。她将电压表的正、负接线柱依次正确连接，对应出现的电压表示数如右表所示。据以上信息，可判断电路故障可能是灯泡（ ）
电压表正、负接线柱的连接情况 电压表 示数/V
电源两端 3
开关S两端 0
灯泡L1两端 3
灯泡L2两端 0
A．灯泡L1短路 B．灯泡L2短路
C．灯泡L1断路 D．灯泡L2断路
【答案】C
【分析】由图可知，两灯串联；两个灯泡都不亮，电流表无示数，说明电路中有断路现象；电压表有示数，说明电压表到电源两极是连通的，所以在L2处有断路故障。
【解答】解：由图可知，两灯串联，电流表测量电路电流；
闭合开关S后，L1、L2都不亮，电流表无示数，说明电路中有断路现象；电压表并联在电源两端，有示数，说明电源完好；电压表并联在灯泡L1两端，有示数，电压表两端能与电源两极连通，所以故障原因是L1断路。故C正确，ABD错误。
故选：C。
【点评】根据电压表的示数判断电路故障：若电压表有示数，说明电压表与电源能相通，与电压表并联的用电器可能有断路故障；若电压表无示数，说明电压表被短路或与电源不能相通。
18．（2024 瓯海区一模）如图甲所示，电源电压U恒为6V，R0为定值电阻。闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P从A端滑至B端的过程中，图乙是电压表的示数U随电流表示数I的变化关系，图丙是滑动变阻器的功率P随其两端电压U的变化关系，图丁是效率η（即滑动变阻器消耗的功率与电路消耗的总功率之比）随滑动变阻器电阻R（滑动变阻器滑片位于B端时的电阻表示为RB）的变化关系，则下列判断正确的是（ ）
A．定值电阻R0的阻值为5Ω
B．丙图b点时R的电阻为5Ω
C．乙图阴影部分面积为2.88W
D．滑动变阻器最大阻值6Ω
【答案】C
【分析】由电路图可知，滑动变阻器与定值电阻R0串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）当滑片位于A端时，接入电路中电阻为零，此时电路中的电流最大，根据图乙读出电路中的最大电流，根据欧姆定律求出定值电阻的阻值；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻为R时，根据电阻的串联和欧姆定律表示出电路中电流，利用P＝UI＝I2R表示出滑动变阻器消耗的电功率，根据表达式得出变阻器消耗的电功率最大接入电路中的电阻，根据图丙读出变阻器消耗的最大功率，然后求出电路中的电流和电压表的示数，从而得出丙图b点时R的电阻；
（3）根据串联电路的特点和P＝UI＝I2R表示出滑动变阻器消耗功率与电路消耗总功率之比，根据表达式判断出滑动变阻器接入电路中的电阻最大时效率最大，根据图丁读出最大效率，然后得出等式即可求出滑动变阻器的最大阻值；
（4）根据图丙判断出a点表示电路中的电流最小，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大，根据串联电路的特点和欧姆定律求出电压表的示数，然后根据P＝UI求出乙图阴影部分面积。
【解答】解：由甲电路图可知，滑动变阻器与定值电阻R0串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。
A、当滑片位于A端时，滑动变阻器接入电路中电阻为零，此时电路中的电流最大，
由图乙可知，电路中的最大电流I大＝3A，
由I可得，定值电阻的阻值：R02Ω，故A错误；
B、当滑动变阻器接入电路中的电阻为R时，电路中电流：
I，
此时滑动变阻器消耗的电功率：
PR＝I2R＝（）2 R R R，
当R＝R0＝2Ω时，变阻器消耗的电功率最大，由图丙可知，变阻器消耗的最大功率为4.5W，
则丙图b点时R的电阻为2Ω，故B错误；
D、因串联电路中各处的电流相等，且串联电路中总电阻等于各部分电阻之和，
所以，由P＝UI＝I2R可得，滑动变阻器消耗功率与电路消耗总功率之比：
η100%100%100%100%100%，
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，效率最大，由图丁可知，最大效率为80%，
则80%100%解得：R大＝8Ω，故D错误；
C、由图乙可知，a点表示电路中的电流最小，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大，
此时电路中的电流I小0.6A，
此时电压表的示数UR＝I小R大＝0.6A×8Ω＝4.8V；
则乙图阴影部分面积：P＝URI小＝4.8V×0.6A＝2.88W，故C正确。
故选：C。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是得出滑动变阻器消耗的最大功率时接入电路中的电阻和根据图像得出相关的信息。
19．（2023 慈溪市校级模拟）如图甲是某同学“探究定值电阻品的发热功率P0、滑动变阻器R消耗的电功率PR和电源总功率P总随电流I变化的关系”的实验电路图，通过实验得到的数据用描点法在同一坐标系中作出a、b、c三条图线（如图乙）。下列叙述正确的是（ ）
A．图线a为定值电阻R0的发热功率曲线
B．电源电压为4.5V
C．滑动变阻器接入电路的最大阻值为6Ω
D．滑动变阻器消耗的最大功率为2.25W
【答案】D
【分析】（1）当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路中的电流最大，R0的电功率最大，根据图像读出对应的示数，根据P＝I2R求出R0的阻值；
（2）电源电压U不变，由P＝UI可知，电源总功率P总与I成正比，P总﹣I图像是一条倾斜的直线，读出一组数据求出电源电压；
（3）综合上述分析可知，图像c为滑动变阻器R消耗的电功率PR和电流I的变化曲线，当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路电流最小，由图像读出电路的最小电流，根据串联电路电压规律求出电路总电阻，再根据串联电路电阻规律求出滑动变阻器接入电路的最大阻值；
（4）设出电路中的电流，根据串联电路的特点和欧姆定律表示出变阻器两端的电压，根据P＝UI表示出滑动变阻器消耗的电功率，进一步求出滑动变阻器消耗的最大功率。
【解答】解：
A、由P＝I2R可知，定值电阻R0的发热功率P0与电流I是二次函数关系，则由图像可知，定值电阻R0的发热功率P0随电流I变化的关系图线是b，且定值电阻R0的最大功率P0＝9W，此时电路中的电流I＝3A，
由P＝I2R可得，电阻R0的阻值：R01Ω，故A错误；
B、电源电压U不变，由P＝UI可知，电源总功率P总与电流I成正比，图像是一条倾斜的直线，
由图像可知，电源总功率P总随电流I变化的关系图线是a；
由图像可知，电源总功率P总＝9W时，电流I＝3A，
由P＝UI可得，电源电压：U3V；故B错误；
C、综合上述分析可知，图像c为滑动变阻器R消耗的电功率PR和电流I的变化曲线，
当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路电流最小，由图像可知，电路最小电流：I小＝0.5A，
由I可知，此时电路的总电阻：R总6Ω，
因串联电路中的总电阻等于各分电阻之和，所以滑动变阻器接入电路的最大阻值：R滑大＝R总﹣R0＝6Ω﹣1Ω＝5Ω，故C错误；
D、图线a表示P总﹣I图像，图线b表示P0﹣I图像，则图线c表示PR﹣I图像，
设变阻器R消耗的电功率最大时，电路中的电流为I，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，由I可得，滑动变阻器两端的电压：UR＝U﹣IR0＝3V﹣I×1Ω，
则滑动变阻器消耗的电功率：PR＝URI＝（3V﹣I×1Ω）I＝3V×I﹣1Ω×I2＝﹣1Ω×I2+3V×I＝﹣1Ω×I2+3V×I﹣（）2W+（）2W＝﹣（IA）2×1Ω+2.25W＝2.25W﹣（IA）2×1Ω，
所以，当IA时，滑动变阻器消耗的电功率最大，最大功率为2.25W，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了电功率公式的灵活应用，由图像找出电功率对应的电流是正确解题的前提与关键。
20．（2023 新昌县一模）为了探究滑动变阻器的电流、电压关系，某科学兴趣小组的同学，按照如图甲的电路进行实验。组装好电路后，闭合开关，让滑片P从最右端开始向左滑动，滑片P到最右端的距离为x，同时观察电压表、电流表的示数，记录数据并绘制图象。电压表读数U与x的关系如图乙所示，电流表读数1与x的关系如图丙所示。以下说法中正确的是（ ）
①定值电阻R的阻值为10欧
②x＝5cm时，R消耗的电功率为0.045瓦
③滑动变阻器电阻丝没有断路时的总电阻值是28欧
④若电流表的量程为0～3安，则此电路的最大功率可达9瓦
A．只有①②正确 B．只有②③正确
C．只有②④正确 D．只有③④正确
【答案】B
【分析】由图甲可知：滑动变阻器与R0串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路中电流；
（1）当滑动变阻器的电阻丝有断路时，电压表测量电源电压，所以从图象乙上可以看出断路的位置和电源电压的大小；
由图象读出x＝5cm时，电压表和电流表的示数，根据欧姆定律计算R的阻值，根据P＝UI计算此时R消耗的电功率；
（2）先根据图像中的信息，利用欧姆定律计算x＝5cm时和x＝10cm时滑动变阻器接入电路的电阻，进而求出滑动变阻器的滑片滑动5cm时电阻的改变量，从而可知滑动变阻器电阻丝没有断路时的总电阻值；
（3）当电路中只有R0连入电路，此时电路的功率最大，根据P求出电路的最大功率。
【解答】解：由图甲可知：滑动变阻器与R0串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路中电流；
（1）当滑动变阻器的电阻丝有断路时，电压表测量电源电压，
由图乙可知，当x＜5cm时，电压表示数保持3.0V不变，电路中电流为0，所以电源电压为3.0V，滑动变阻器电阻丝的断路处在距变阻器最右端5cm；
当x＝5cm时，由乙、丙图可知，电压表示数U1＝2.7V，电流表示数I1＝0.15A，
由I可得，电阻R的阻值：
R18Ω，故①错误；
x＝5cm时，R消耗的电功率：
P0＝U1I1＝2.7V×0.15A＝0.405W，故②正确；
（2）由I可得，
当x＝5cm时，滑动变阻器接入电路中的电阻R118Ω，
当x＝10cm时，电压表示数U2＝2.4V，电流表示数I2＝0.3A，则R28Ω，
则滑动变阻器的滑片滑动5cm时电阻的改变量是ΔR＝R1﹣R2＝18Ω﹣8Ω＝10Ω，
所以滑动变阻器没有断路时的总电阻值：R总＝R1+ΔR＝18Ω+10Ω＝28Ω，故③正确；
（3）当滑动变阻器滑片P在最左端，变阻器接入电路的电阻为零，电路中只有R0连入电路，此时电路中的电流最大，电路的功率最大，
电路中的最大电流：I最大1.5A＜3A，没有超过电流表的量程，
所以此电路的最大功率：P最大4.5W，故④错误。
故选：B。
【点评】本题考查了串联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用，关键是分析图象得到有用的数据。
21．（2024 西湖区模拟）某科技小组为快递公司设计的分拣计数装置简化电路如图所示。R2为定值电阻，R1为光敏电阻，当有光照射光敏电阻时其阻值变小。激光被遮挡一次，计数器会自动计数一次（计数器可视为电压表）。某一时刻，闭合开关，激光被遮挡的瞬间，通过R2的电流将 变小 ；电阻R1两端的电压将 变大 。（均填“变大”“变小”或“不变”）
【答案】变小；变大
【分析】由于R1和R2串联，根据题意，R1为光敏电阻，当有光照射光敏电阻时其阻值变小。当闭合开关，激光被遮挡的瞬间（即无光照），R1的阻值变大，电流变大。
【解答】由于R1和R2串联，根据题意，R1为光敏电阻，当有光照射光敏电阻时其阻值变小。
当闭合开关，激光被遮挡的瞬间（即无光照），R1的阻值变大，电流变小，则R2两端的电压U2＝IR2变小，U1＝U总﹣U2变大（U总和R2不变）。
故答案是：变小；变大
【点评】理解串联电路电流和电压的特点。
22．（2024 浙江模拟）为保障疫情期间学生在校的生命健康安全，如图甲所示是宁波某中学采购的一批手持式电子测温仪。图乙是它工作的原理图，电源电压为直流电并保持不变，R是热敏电阻，定值电阻R0是保护电阻，当靠近人体额头时测温，测量体温越高，显示器的示数也越大。显示器是由 电压表 （填“电流表”或“电压表”）改装而成的。热敏电阻R的阻值随着温度的升高而 增大 （填“增大”或“减小”）。被测者的体温越高，电路消耗的电功率就 越小 （填“越大”“越小”或“不变”）。
【答案】电压表；增大；越小
【分析】根据电压表与被测电路元件并联、电流表与被测电路元件串联判断显示仪的类型；根据题意得出人的体温越高时电压表的示数变化，根据串联电路的分压特点可知R的阻值变化，从而得出热敏电阻R的阻值与温度的关系；根据欧姆定律得出电路中电流的变化，根据P＝UI分析总功率的变化。
【解答】解：由电路图可知，两个电阻串联接入电路中，显示仪与R并联，则显示仪是由电压表改装成的；
由题意可知，人的体温越高，电压表的示数越大，由串联电路的分压特点可知，R的阻值变大，则热敏电阻R的阻值随着温度的升高而增大；
人的体温越高时，R的阻值越大，电路的总电阻越大，根据欧姆定律可知，电路中的电流越小，根据P＝UI可知，电路消耗的电功率越小。
故答案为：电压表；增大；越小。
【点评】本题考查了电表的正确使用和串联电路特点、欧姆定律、电功率公式的应用，从题干和图片中获取有用的信息是关键。
23．（2023 嘉兴模拟）如图，小明发现开关闭合后，灯L不亮。小明手头没有测电笔，他利用所学的知识，将电路中的其他支路断开，然后断开断路器，将一盏正常的小灯泡接在断路器两端作为检验灯（如图1，图2），发现两盏灯均不亮，则该电路的故障是 断路 。具体哪个位置出问题了呢？小明又找来测电笔，用测电笔测试A、B、C、D四处时，发现只有B处氖管不发光，其他三处氖管发光，则故障具体情况为 BC处开路
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）闭合开关后，将电路中的其他支路断开，然后断开断路器，将一盏正常的小灯泡接在断路器两端作为检验灯，发现两盏灯均不亮，说明电路没有发生短路，是断路；
（2）在正常情况下，开关闭合后，A、D与火线相通，用测电笔时，应都亮，C、B与零线相通，用测电笔测时，应都不亮，但C点也亮了，说明B与C之间开路。
【解答】解：闭合开关后，将电路中的其他支路断开，然后断开断路器，将一盏正常的小灯泡接在断路器两端作为检验灯，发现两盏灯均不亮，说明电路没有发生短路，是断路；
发现电灯L不亮用测电笔测试时，发现在A、C、D四处时，氖管都发光，说明A、C、D都与火线连通，在B处时，氛管不发光，说明B处不与火线连通，则故障可能是BC之间发生了开路。
故答案为：断路；BC处开路。
【点评】本题考查的是日常生活中的一些安全用电常识，利用测电笔排查家庭故障的能力，对测电笔要会安全的使用，学会判断故障所在。
24．（2023春 海曙区期末）项目学习小组利用气敏电阻自制一个烟雾浓度检测仪，气敏元件R的阻值随气体浓度的增大而减小。如图是小曙设计的电路图，R0为定值电阻。
（1）闭合开关S，观察到电流表无示数，电压表有示数，则电路故障可能是 R0断路 ；
（2）排除故障后，当烟雾浓度变大时，电流表示数 增大 （选填“增大”“减小”或“不变”，下同）；电压表示数 增大 。
【答案】（1）R0断路；（2）增大；增大。
【分析】（1）闭合开关后，电流表无示数，说明电路可能断路；电压表有示数，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，据此分析；
（2）由图可知，R和R0串联，电流表测串联电路中的电流，电压表测R0两端的电压，当气体浓度变高时，气敏元件R的阻值随气体浓度的增大而减小，电路的总电阻减小，根据欧姆定律，分析电路中的电流变化及R0两端的电压变化。
【解答】解：（1）闭合开关S，观察到电流表无示数，说明电路可能断路；电压表有示数，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，与电压表并联的支路断路了，故电路故障可能是R0断路；
（2）由图可知，R和R0串联，电流表测串联电路中的电流，电压表测R0两端的电压，当气体浓度越高时，气敏元件R的阻值就越小，根据I可知，串联电路中的电流I会增大，即电流表的示数增大；根据U0＝IR0可知，电压表的示数也增大。
故答案为：（1）R0断路；（2）增大；增大。
【点评】本题考查了电路故障的判断和动态电路的分析，属于典型题。
25．（2023 宁波模拟）医院有一种如图甲所示的自动输液报警器。闭合开关后，当正常输液时绿灯亮；当无药液流过时电铃发声报警。该输液报警器的工作原理如图乙所示。
（1）与正常输液时相比较，当输液管中没有药液流经时，经过图乙中R0的电流 变小 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）图乙中，U1＝12V，定值电阻R＝60Ω，电铃的额定电压为9V，当电铃报警时（此时电铃正常工作）的电功率为 0.45 W。
【答案】（1）变小；（2）0.45。
【分析】（1）根据题意可知，闭合开关后，当正常输液时绿灯亮，由图乙可知，此时衔铁被吸下，当无药液流过时电铃发声报警，由图乙可知，此时衔铁被释放；根据电磁铁磁性强弱的影响因素可知电路中电流的变化；
（2）由图乙可知，定值电阻R与电铃串联，根据串联电路的电压特点可知定值电阻两端的电压，根据欧姆定律求出通过定值电阻的电流，根据串联电路的电流特点可知求出电铃的电流，根据P＝UI求出电铃报警时的电功率。
【解答】解：（1）根据题意可知，闭合开关后，当正常输液时绿灯亮，由图乙可知，此时衔铁被吸下，说明此时电磁铁的磁性增强，则电路中的电流变大；
当无药液流过时电铃发声报警，由图乙可知，此时衔铁被释放，说明电磁铁的磁性减弱，则电路中的电流变小；
（2）由图乙可知，定值电阻R与电铃串联，
根据串联电路的电压特点可知，定值电阻两端的电压：UR＝U1﹣U铃＝12V﹣9V＝3V，
通过定值电阻的电流：IR0.05A，
根据串联电路的电流特点可知，通过电铃的电铃：I铃＝IR＝0.05A，
电铃报警时的电功率：P铃＝U铃I铃＝9V×0.05A＝0.45W。
故答案为：（1）变小；（2）0.45。
【点评】本题考查电磁继电器的工作原理、串联电路的特点、欧姆定律以及电功率公式的应用，是一道综合题，难度不大。
26．（2024 义乌市模拟）图为某品牌电热水壶的内部电路简化图。其发热元件主要为两个定值电阻R1、R2。当S1闭合，S2断开时，电热水壶处于保温状态。
（1）电热水壶的保温功率为 40 W。
（2）若水的比热容c水＝4.2×103J/（kg ℃），将电热水壶内装入2L水，则这壶水从30℃加热至100℃所吸收的热量是 5.88×105 J。
【答案】（1）40；（2）5.88×105。
【分析】（1）当S1闭合，S2断开时，两电阻串联，电热水壶处于保温状态。根据P可知电热水壶的保温功率；
（2）根据密度公式得出水的质量；根据Q吸＝cmΔt得出这壶水从30℃加热至100℃所吸收的热量。
【解答】解：（1）当S1闭合，S2断开时，两电阻串联，电热水壶处于保温状态。根据P可知电热水壶的保温功率P40W；
（2）水的质量m＝ρV＝103kg/m3×2×10﹣3m3＝2kg，
这壶水从30℃加热至100℃所吸收的热量Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×2kg×（100℃﹣30℃）＝5.88×105J。
故答案为：（1）40；（2）5.88×105。
【点评】本题考查电功率和热量的计算，是一道综合题。
27．（2023 萧山区模拟）如图所示电路，电源电压6V恒定不变，灯泡L的额定电压为3V（忽略灯丝电阻随温度的变化），R1＝10Ω，R2＝30Ω。
（1）只闭合开关S1、S2时，灯泡L正常发光，则灯泡L的额定功率为多少？通电5min，电阻产生的热量为多少？
（2）只闭合开关S1、S3，电路消耗的总功率是多少？
【答案】（1）只闭合开关S1、S2时，灯泡L正常发光，灯泡L的额定功率为0.9W；通电5min，电阻产生的热量为270J；
（2）只闭合开关S1、S3，电路消耗的总功率是0.9W。
【分析】（1）由图可知，只闭合开关S1、S2时，灯泡L与R1串联，电压表测量灯泡L两端的电压；根据灯泡正常发光可知灯泡两端的电压，根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压，根据串联电路的特点和欧姆定律求出电路中的电流，根据P＝UI求出灯泡L的额定功率；根据焦耳定律Q＝I2Rt求出电阻R1产生的热量；
（2）由图可知，只闭合开关S1、S3，灯泡L与R2串联，根据欧姆定律求出灯泡L的电阻，根据串联电路的电阻特点求出此时电路中的总电阻，根据P求出电路消耗的总功率。
【解答】解：由图可知，只闭合开关S1、S2时，灯泡L与R1串联，电压表测量灯泡L两端的电压；
由于灯泡L正常发光，则灯泡L两端的电压：UL＝3V，
根据串联电路的电压特点可知，R1两端的电压：U1＝U﹣UL＝6V﹣3V＝3V，
根据串联电路的特点和欧姆定律可知，电路中的电流：I＝IL＝I10.3A，
灯泡L的额定功率：PL＝ULIL＝3V×0.3A＝0.9W；
通电5min，电阻产生的热量：Q1＝I2R1t＝（0.3A）2×10Ω×5×60s＝270J；
（2）由图可知，只闭合开关S1、S3，灯泡L与R2串联，
由I可知，灯泡L的阻值：RL10Ω，
灯泡L与R2的串联总电阻：R＝RL+R2＝10Ω+30Ω＝40Ω，
电路消耗的总功率：P0.9W。
答：（1）只闭合开关S1、S2时，灯泡L正常发光，灯泡L的额定功率为0.9W；通电5min，电阻产生的热量为270J；
（2）只闭合开关S1、S3，电路消耗的总功率是0.9W。
【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律、电功率公式以及焦耳定律的应用，能正确分析电路连接是解题的关键。
28．（2025 浙江模拟）小华家买了一个家用电吹风，其简化电路如图甲所示，主要技术参数如下表。请解答如下问题：
型号 SHZ2010﹣624
热风温度 50℃～75℃
额定功率 热风时：1000W冷风时：120W
额定电压 220V
质量 0.5kg
（1）开关接至2时，电吹风的状态是 吹冷风 （选填“吹冷风”或“吹热风”）。
（2）求电热丝的电阻。
（3）某次吹头发，电吹风在额定电压下工作3分钟，功率与时间图像如图丙所示，求电吹风消耗的电能。
【答案】（1）吹冷风；
（2）电热丝的电阻为55Ω；
（3）电吹风消耗的电能为1.272×105J。
【分析】（1）由图甲可知，当开关接至2时，只有电动机工作，据此判断电吹风的状态；
（2）当开关接至1时，电动机和电热丝并联，由图乙可知电吹风吹热风和冷风时的电功率，根据P电热丝＝P热﹣P冷求出电热丝的电功率，根据P求出电热丝的电阻；
（3）由图乙可知，电吹风在额定电压下工作3分钟，热风状态时工作的时间和冷风状态时工作的时间，根据W＝Pt分别求出电吹风热风状态和冷风状态时消耗的电能，据此求出电吹风消耗的总电能。
【解答】解：（1）由图甲可知，当开关接至2时，只有电动机工作，电吹风只吹风，不发热，所以电吹风的状态是吹冷风；
（2）当开关接至1时，电动机和电热丝并联，
由图乙可知电吹风吹热风和冷风时的电功率，电热丝的电功率：P电热丝＝P热﹣P冷＝1000W﹣120W＝880W，
由P可知，电热丝的电阻：R55Ω；
（3）由图乙可知，电吹风在额定电压下工作3分钟，热风状态时工作的时间t1＝2min＝120s，冷风状态时工作的时间t2＝1min＝60s，
电吹风吹热风状态时消耗的电能：W1＝P热风t1＝1000W×120s＝1.2×105J，
吹冷风状态时消耗的电能：W2＝P冷风t2＝120W×60s＝7200J，
电吹风消耗的总电能：W＝W1+W2＝1.2×105J×7200J＝1.272×105J。
答：（1）吹冷风；
（2）电热丝的电阻为55Ω；
（3）电吹风消耗的电能为1.272×105J。
【点评】本题考查并联的特点、电功公式以及电功率公式的应用，难度不大。
29．（2025 鹿城区校级一模）某项目化小组为了研究蹦床运动员的训练情况，设计了一种测定蹦床所受压力的装置，其原理如图甲所示。已知电源电压为3V且保持不变，定值电阻R0＝10Ω，压敏电阻的阻值R随压力F的变化而变化，如图乙所示。已知小温从距离蹦床越高处下落则对蹦床的压力越大，小温从某一高度下落后得到电路中电压表的示数与电流表的示数之间的关系如图丙中线段ab所示。
（1）当小温还在空中时，由于受到蹦床自重的影响，压敏电阻所受压力为200牛，求此时电路总电功率。
（2）小温从这一高度跳下后，在与蹦床接触的过程中，电流表的示数达到最大值时，压敏电阻受到的压力为多大？
（3）若小温从距离蹦床更高的位置跳下，则b点的位置将会移动至B点，请在图丙中用黑点标出B点可能的位置。
【答案】（1）此时电路总电功率是0.18W；
（2）压敏电阻受到的压力为800N；
（3）见解答。
【分析】（1）根据压敏电阻所受压力，从乙图读出电阻大小；由P可得电功率；
（2）根据b点确定最大电流，根据欧姆定律计算压敏电阻，对照乙图知压力大小；
（3）根据运动员从距离蹦床更高的位置跳下，更多的重力势能转化为弹性势能，分析弹力大小，得出压敏电阻的大小，计算电流，在图中标注。
【解答】解：（1）当F＝200N时，R＝40Ω；R总＝R+R0＝40Ω+10Ω＝50Ω；
此时电路总电功率P0.18W；
（2）由图丙可知，b点电流最大为l＝0.15A；
则定值电阻分压为Ub＝1R＝0.15A×10Ω＝1.5V；
压敏电阻两端电压为U＝U总﹣U0＝3V﹣1.5V＝1.5V；
电阻R10Ω；
由图乙可知F＝800N；
（3）若该运动员从距离蹦床更高的位置跳下，已知某运动员从距离蹦床越高处下落则对蹦床的压力越大，则压敏电阻越小，串联电路的总电阻越小，根据欧姆定律知，电路中的电流越大，则b点向右移动，当压力最大时，压敏电阻不再改变，大小为R'＝5Ω；最小电阻为1Ω；
最大电流I'0.2A，如图所示：
；
答：（1）此时电路总电功率是0.18W；
（2）压敏电阻受到的压力为800N；
（3）见解答。
【点评】本题考查串联电路的特点和欧姆定律的应用，属于中档题。
30．（2024 温州二模）某同学设计了一款自动注水储水池装置，其电路设计如图所示，控制电路电源电压U1＝12伏，R0为定值电阻，R为压敏电阻，电磁铁线圈电阻忽略不计；压敏电阻R放置于水箱底部（如图），其阻值与压力有关，阻值随水位变化关系如表。注水装置在控制电路中，其电源电压U2＝220伏，圆柱体水箱底面积S＝0.4m2；当水箱内的水位上升到2米时，通过电磁铁线圈的电流I＝0.1安，衔铁恰好被吸下，注水系统停止工作；当水位下降到1米时，衔铁恰好被拉起，注水系统开始给水箱注水，此时工作电路中的电流为2安。
水位（米） 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25
压敏电阻R阻值（欧） 200 125 90 70 65 62 60 59
（1）当水位下降时，电阻R0的电功率 变小 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（2）当水箱内水位下降到1米时，通过电磁铁线圈的电流为多少安？ 0.08 。
（3）已知注水装置工作时，每秒钟给水箱注水恒为0.005m3，求工作电路完成一次注水消耗的电能。 35200J 。
【答案】（1）变小；（2）0.08；（3）35200J。
【分析】（1）闭合开关，控制电路中定值电阻和压敏电阻串联。
根据表格数据可知当水位下降时，压敏电阻的阻值逐渐变大，总电阻变大，根据欧姆定律可知电路电流变小，根据P＝I2R可知电阻R0的电功率变小。
（2）当水箱内的水位上升到2m时，通过电磁铁线圈的电流I＝0.1A，根据表格数据可知R＝60Ω，
根据欧姆定律可知总电阻，根据电阻串联的特点可知定值电阻的阻值；
当水箱内水位下降到1米时，压敏电阻R＝90Ω，根据欧姆定律得出通过电磁铁线圈的电流；
（3）得出一次注水容积；
注水装置工作时，每秒钟给水箱注水恒为0.005m3，得出一次注水所用时间，根据W＝UIt得出工作电路完成一次注水消耗的电能。
【解答】解：（1）闭合开关，控制电路中定值电阻和压敏电阻串联。
根据表格数据可知当水位下降时，压敏电阻的阻值逐渐变大，总电阻变大，根据欧姆定律可知电路电流变小，根据P＝I2R可知电阻R0的电功率变小。
（2）当水箱内的水位上升到2m时，通过电磁铁线圈的电流I＝0.1A，根据表格数据可知R＝60Ω，
根据欧姆定律可知总电阻R总120Ω，
根据电阻串联的特点可知定值电阻的阻值R0＝R总﹣R＝120Ω﹣6﹣Ω＝60Ω；
当水箱内水位下降到1米时，压敏电阻R＝90Ω，通过电磁铁线圈的电流I′0.08A；
（3）一次注水容积V＝SΔh＝0.4m2×（2m﹣1m）＝0.4m3，
注水装置工作时，每秒钟给水箱注水恒为0.005m3，一次注水所用时间t80s，
工作电路完成一次注水消耗的电能W＝U2I″t＝220V×2A×80s＝35200J。
故答案为：（1）变小；（2）0.08；（3）35200J。
【点评】本题考查电功率的综合计算，是一道综合题。
31．（2025 义乌市一模）在图甲所示的电路中，已知电源为电压可调的直流学生电源，灯泡L1的额定电压为8V，灯泡L2的额定电压为6V，图乙是灯泡L2的U﹣I图象。
（1）当开关S接a时，电压表的示数为1.2V，电流表的示数为0.3A，求定值电阻R0的阻值。
（2）开关S接a时，调节电源电压，使灯泡L1正常发光，此时R0消耗的功率为1W，求灯泡L1的额定功率。
（3）开关S接b时，通过调节电源电压可使电路允许达到的最大总功率是多少？
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）当开关S接a时，灯泡L1与电阻R0串联，电流表测量的是整个电路中的电流，电压表测量的是电阻R0两端的电压（如图所示），知道电阻R0两端的电压和通过的电流，可利用公式R计算出电阻R0的阻值。
（2）调节电源电压，使灯泡L1正常发光时，则灯泡L1两端的电压为额定电压，知道此时电阻R0消耗的功率和其阻值的大小，可利用公式P＝I2R计算出此时电路中的电流，最后再利用公式P＝UI计算出灯泡L1的额定功率。
（3）开关S接b时，灯泡L1与灯泡L2串联，电流表测量的是整个电路中的电流，通过调节电源电压，当电路达到最大总功率时，应该有一盏灯泡正常发光，则找出电流和电源电压，即可求得电路允许达到的最大总功率。
【解答】解：
（1）当开关S接a时，灯泡L1与电阻R0串联（如下图所示），
∵U0＝1.2V，I＝0.3A，
∴电阻R0的阻值为：R04Ω。
（2）当开关S接a时，灯泡L1与电阻R0串联，∵灯泡L1正常发光时，
∴灯泡L1两端的电压为额定电压U1＝8V，
又∵此时R0消耗的功率为P0＝1W，而R0＝4Ω，
∴此时电路中的电流为：I00.5A，即I1＝I0＝0.5A，
灯泡L1的额定功率为：P1＝U1I1＝8V×0.5A＝4W。
（3）开关S接b时，灯泡L1与灯泡L2串联（如下图所示），
当电路达到最大总功率时，应该有一盏灯泡正常发光，
由（2）可知，灯泡L1的额定电流为0.5A，由图象可知灯泡L2的额定电流为0.6A，
所以串联电路允许通过的最大电流是0.5A。
此时，L1正常发光，电路中的电流为I1＝I2＝0.5A，
从灯泡L2的U﹣I图象可知，当电流为0.5A时，灯泡L2两端的电压为U2＝4V，
则电源电压为：U＝U1+U2＝8V+4V＝12V，
∴电路允许达到的最大总功率：P总＝UI1＝12V×0.5A＝6W。
答：（1）定值电阻R0的阻值为4Ω。
（2）灯泡L1的额定功率为4W。
（3）电路允许达到的最大总功率为6W。
【点评】本题考查了开关断开和闭合对电路的影响，以及串联电路电流和电压的特点，对欧姆定律及其公式变形和电功率及其公式变形的理解和应用，解答此题的关键是我们要能够准确的分析电路的连接情况，并且能够从图象提取有用信息。
32．（2024 浙江模拟）智能家居为我们的生活提供了很多便利。小明家新购置了一台如图甲所示的智能空气加湿器，其内部简化电路图如图乙所示，R1、R2为发热电阻，且R2＝3R1，U1＝U2＝5V，S1为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关S1可实现“关”“低温挡”和“高温挡”之间的转换，其高温挡时电流为0.4A，具有智能断电功能，当水量偏低时会自动切断电源，防止烧干。控制电路中，R0＝60Ω，R为压敏电阻，其阻值随压力的变化关系如图丙所示。
（1）由图丙可知，压敏电阻R的电阻随压力的增大而 减小 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）图乙电路中当旋转开关S2接触点3、4时，工作电路为 高 挡。
（3）低温挡模式时，智能空气加湿器工作电路消耗的功率为 0.5W W。
（4）当控制电路中的电流达到50mA时，衔铁才会吸合，工作电路接通。请通过计算说明，工作时至少需要加水多少千克。
【答案】（1）减小；（2）高；（3）0.5W；（4）工作时至少需要加水0.02kg。
【分析】（1）由图丙可知压敏电阻R的电阻随压力的变化情况；
（2）由图乙可知，当旋转开关S接触点1、2时，电路开路，当旋转开关S接触点2、3时，R1、R2串联，当旋转开关S接触点3、4时，只有R1工作；根据串联电路的电阻特点和P可知工作电路低挡和高挡的电路连接；
（3）知道高挡工作是电路中的电流，根据欧姆定律求出R1的阻值，根据R1、R2的关系求出R2的阻值，根据串联电路的电阻特点求出R1、R2的串联总电阻，根据P求出低挡模式时工作电路消耗的电功率；
（4）由题意可知，当电流为50mA时，衔铁才会吸合，工作电路接通，根据欧姆定律求出此时控制电路的总电阻，根据电阻的串联求出压敏电阻R的阻值，由图丙可知压敏电阻受到的压力，压敏电阻受到的压力是由水的重力产生的，则可求出水的重力，根据F＝G＝mg求出所加水的最小质量。
【解答】解：（1）由图丙可知，压敏电阻R的电阻随压力的增大而减小；
（2）由图乙可知，当旋转开关S接触点2、3时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由P可知，此时电路中的总功率最小，工作电路处于低挡；
当旋转开关S接触点3、4时，只有R1工作，此时电路中的总电阻最小，总功率最大，工作电路处于高挡；
（3）根据题意可知，高挡时电流为0.4A，mini具有智能断电功能，
由I可知，R1的阻值：R112.5Ω，
根据题意可知，R2＝3R1＝3×12.5Ω＝37.5Ω，
根据串联电路的电阻特点可知，低挡工作时，工作电路的总电阻：R总＝R1+R2＝12.5Ω+37.5Ω＝50Ω，
低挡模式时工作电路消耗的电功率：P低0.5W；
（4）由I可知，当电流为50mA时，此时控制电路的总电阻：R总′100Ω，
则压敏电阻的阻值：R＝R总′﹣R0＝100Ω﹣60Ω＝40Ω，
由图丙可知，当R＝40Ω时，压敏电阻受到的压力F＝0.2N，
压敏电阻受到的压力是由水的重力产生的，则水的重力G＝F＝0.2N，
由F＝G＝mg可得所加水的最少质量：m0.02kg。
故答案为：（1）减小；（2）高；（3）0.5W；（4）工作时至少需要加水0.02kg。
【点评】本题考查了串联电路的特点、电功率公式、欧姆定律、压力和重力的关系等，能从中获取相关信息是解题的关键。
33．（2023 海曙区校级三模）如图甲，小灯泡L标有“6V”字样，电源电压可调节。小宁先保持电源电压不变，第一次，只闭合开关S、S1，调节滑动变阻器的滑片P，得到小灯泡L的电流随电压变化关系的图像（图乙）。第二次，只闭合S、S2，重复以上操作，得到电阻R1的图像（图乙）。滑动变阻器R2上标有“50Ω 0.3A”字样，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V，R1允许通过的最大电流是0.2A。求。
（1）小灯泡正常发光时的电阻 20Ω 。
（2）若只闭合S、S1时，小灯泡发光，电流表有示数，但电压表的示数为0，则电路出现的故障为 电压表断路 。
（3）排除电路故障后，若电源电压为9伏特，当只闭合S、S2时，求电压表最小值。
（4）排除电路故障后，在灯L和电阻R1不同时工作的情况下，移动滑片P并同时调节电源电压，其它各元件均安全，分析电路能达到的最大总功率是多少？
【答案】（1）20Ω；（2）电压表断路；
（3）电压表最小值为4V；
（4）电路能达到的最大总功率是6.3W。
【分析】（1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据图乙读出此时通过灯泡的电流，利用欧姆定律求出小灯泡正常发光时的电阻；
（2）只闭合S、S1时，灯泡L与变阻器R2串联，电压表测灯泡L两端的电压，电流表测电路中的电流，根据电流表和电压表示数判读故障。
（3）若电源电压为9伏特，当只闭合S、S2时，电阻R1与变阻器R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流，根据图像计算的大小，当滑动变阻器最大时，电流最小，电压表示数最小。
（4）在灯L和电阻R1不同时工作的情况下，移动滑片P并同时调节电源电压，分别找出电路的最大电流，然后计算电源电压，比较得出最大电功率。
【解答】解：（1）灯泡正常发光时的电压UL＝6V，由图乙可知，此时通过灯泡的电流IL＝0.3A，
由I可得，小灯泡正常发光时的电阻：RL20Ω；
（2）只闭合S、S1时，灯泡L与变阻器R2串联，电压表测灯泡L两端的电压，电流表测电路中的电流，
小灯泡发光，电流表有示数，说明电路是通路，灯泡两端有电压，但电压表的示数为0，说明电压表断路。
（3）若电源电压为9伏特，当只闭合S、S2时，电阻R1与变阻器R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流，
根据乙图图像知，I1＝0.1A时，U1＝4V，
由I可得，R1的阻值：R140Ω，
当滑动变阻器最大时，电流最小，电压表示数最小。
此时电路中的电流I'0.1A；
电压表的最小示数为U'1＝I'R1＝0.1A×40Ω＝4V；
（4）在灯L和电阻R1不同时工作的情况下，移动滑片P并同时调节电源电压，根据灯泡和电阻允许的最大电流和滑动变阻器的最大电流，确定允许的最大电流：
当电阻R1工作时，允许的最大电流为0.2A，电源电压最大值为U＝IR总＝0.2A×（40Ω+50Ω）＝18V，
此时电功率为P＝UI＝18V×0.2A＝3.6W；
当灯L工作时，允许的最大电流为0.3A，电源电压最大值为U'＝UL+IR2＝6V+0.3A×50Ω＝21V，
此时电功率为P'＝U'I'＝21V×0.3A＝6.3W。
答：（1）20Ω；（2）电压表断路；
（3）电压表最小值为4V；
（4）电路能达到的最大总功率是6.3W。
【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律、电功率的计算，属于中档题。
34．（2025 婺城区校级一模）某不锈钢内胆电热水壶具有加热和保温功能，其铭牌如图甲所示，工作电路图如图乙所示，虚线框内的加热电路由两个加热电阻组成，定值电阻R0＝40Ω，R′是最大阻值为840Ω的可变电阻（调温开关），人通过调节R′可以改变电热水壶的功率。
（1）在额定电压下工作时，该电热水壶最大功率为多大？
（2）电热水壶每秒向外散失的热量Q跟电热水壶表面温度与环境温度的温差关系如图丙所示（壶内水温跟壶表面温度一致），在额定电压下工作。在温度为20℃的房间使用，要求电热水壶温度保持70℃，问应将R′的阻值调为多大？
（3）用电高峰时，实际电压为200V，当电路中只有电热水壶以最大功率加热时，如图丁所示的电能表指示灯1min内闪烁了多少次？
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）当R′接入电路的阻值为0时，电路为R0的简单电路，根据P＝UI可知此时该电热水壶的功率最大，并求出最大功率；
（2）由题意可知电热壶的温度与环境温度之差，由图丙可知电热水壶每秒钟散失的热量，根据P求出散热功率，根据P求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出R′接入电路中的电阻；
（3）用电高峰时，实际电压为200V，当电路中只有电热水壶以最大功率加热时，根据P求出实际功率，根据P求出1min消耗的电能；
从丁图可知，每消耗1kW h的电能，电能表指示灯闪烁3000次，据此求出电能表指示灯实际闪烁的次数。
【解答】解：（1）当R′接入电路的阻值为0时，电路为R0的简单电路，根据P＝UI可知此时该电热水壶的功率最大，为P大1210W；
（2）电热水壶表面温度为70℃，在温度为20℃的房间使用，此时电热水壶表面温度与环境温度之差为：
Δt＝70℃﹣20℃＝50℃，
由图像知，电热水壶每秒钟散失的热量Q＝110J，
则散热功率P散110W，
要保持电热水壶的表面温度不变，则电热水器的电功率P＝P散＝110W，
此时电路中的总电阻：
R总440Ω，
则R′的阻值：R′＝R总﹣R0＝440Ω﹣40Ω＝400Ω；
（3）用电高峰时，实际电压为200V，当电路中只有电热水壶以最大功率加热时，
实际功率为P大′1000W，
1min消耗的电能W＝P大′t′＝1000W×1×60s＝6×104JkW h，
从丁图可知，每消耗1kW h的电能，电能表指示灯闪烁3000次，故电能表指示灯实际闪烁的次数nkW h×3000imp/（kW h）＝50imp。
答：（1）在额定电压下工作时，该电热水壶最大功率为1210W；
（2）应将R′的阻值调为400Ω；
（3）电能表指示灯1min内闪烁了50次。
【点评】本题考查了串联电路的特点和电功率公式的应用，本题是一道信息给予题，解决此类问题的关键是善于从题目中找到有用的信息，结合相应的计算公式计算。
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专题05 动态电路与故障分析
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。
常考题型：电路的动态分析、限制性电路分析、电流表、电压表在判断电路故障中的应用。
本册资料习题均选自：中考真题、最新模拟题、联考题、名校模拟题等...
1．（2024 龙湾区二模）下列电路图中，R是滑动变阻器，R0是定值电阻。将图中的电表改装成量表，可以直接从电表上读出待测货车的质量。现要求地磅工作时，货车质量越大，电表的示数也越大且表盘刻度均匀增加，下列电路设计符合要求的是（ ）
A．B． C． D．
2．（2024 西湖区模拟）如图，滑动变阻器R2的最大阻值与定值电阻R1相同。当S1断开，S2闭合，滑动变阻器的滑片处于最大阻值处时，下列操作中可能使电流表示数变大的是（ ）
A．闭合S1，断开S2
B．闭合S1，向左移动滑片P
C．减小电源电压，闭合S1
D．增大电源电压，向左移动滑片P
3．（2024春 余姚市期末）如图所示，A是悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁，B是电磁铁。现闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向右移动时，弹簧测力计的示数变小。下列说法不正确的是（ ）
A．该过程中，电压表示数减小
B．B的下端是S极，电源右端是正极
C．若减少B线圈匝数，滑片P向左移动时，弹簧测力计示数变大
D．若对调电源正负极，滑片P向左移动时，弹簧测力计示数变大
4．（2024春 玉环市期末）如图所示的家庭电路中，闭合开关后灯泡不亮。用试电笔检测插座的两孔，发现只有插入右孔时氖管才发光。用试电笔检测A点氖管发光，检测B点氖管不发光。发生这一现象的原因可能是（ ）
A．灯丝断了 B．零线断路
C．开关接触不良 D．插座短路
5．（2024 瓯海区模拟）如图所示的电路中，电源两端的电压U恒定，四个电表都是理想的，则电键K闭合后（ ）
A．电流表的示数不为零
B．电压表V1的示数为零
C．电压表V2的示数为零
D．当滑动变阻器的触头向b端滑动，V3示数不变
6．（2024 游仙区模拟）如图是同学们设计的汽车油量表电路，滑动变阻器R的滑片P跟金属滑杆连接，滑杆可以绕固定轴O转动，滑杆的另一端连着浮子，当油量增多时，油量表的示数变大。下列说法正确的是（ ）
A．滑杆是省力杠杆
B．R0可以保护电路，一定不能去掉
C．当油量增多时，电流表示数变大，可将其改装为油量表
D．当油量增多时，电压表示数变大，可将其改装为油量表
7．（2024秋 西湖区校级期末）电工师傅常用一只标有“220V 0.2A”的灯泡L0（检验灯泡）取代保险丝来检查新安装的照明电路中每个支路的情况，如图所示。当只闭合S、S1时L0不亮；当只闭合S、S2时，L0和L2都呈暗红色；当只闭合S、S3时，L0正常发光。由此可以判断（ ）
A．L1所在的支路短路 B．L2所在的支路断路
C．L3所在的支路短路 D．各支路均完好
8．（2024春 宁波期中）如图所示，电阻R1＝R2，R3＝10R1，a、b两端接上恒定电压，电流表为理想电表，则下列说法正确的是（ ）
A．当滑动触头P在变阻器R3的左端时，a、b间的电阻值最大
B．当滑动触头P在变阻器R3的中间时，电流表读数最小
C．当滑动触头P接近R3的左、右端时，电流表容易被烧坏
D．当P由R3的左端滑到右端的过程中，电流表读数先由小变大，再由大变小
9．（2024 瓯海区校级模拟）两位同学在实验室利用如图（a）所示的电路测定定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录了电流表A和电压表V1的测量数据，另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据，并根据数据描绘了如图（b）所示的两条U﹣I图线，则图象中两图线的交点表示的物理意义是（ ）
A．滑动变阻器的滑动触头P滑到了最右端 B．电源的输出功率最小
C．定值电阻R0上消耗的功率为0.5W D．电源的效率达到最大值
10．（2025 绍兴模拟）如图所示电路，电源电压恒为6V电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，滑动变阻器R的规格为“20Ω，1A”，定值电阻R0的规格为“10Ω，0.5A”。为了保证电路安全，闭合开关后，在滑动变阻器滑片移动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．滑动变阻器R接入电路的阻值变化范围2～20Ω
B．电流表示数允许变化范围是0.2～0.5A
C．电路的最小电功率为1.2W
D．电阻R0的最小电功率为0.9W
11．（2023 拱墅区校级模拟）如图所示是小明设计的一个火警报警装置的简易电路图。R为可变电阻，过压报警器检测到AB间电压高于警戒值时，会触发蜂鸣器报警。Rt是热敏电阻，一般有两种：阻值随温度升高而增大的正温度系数热敏电阻和阻值随温度升高而减小的负温度系数热敏电阻。要做到低温时报警器不响，火警时产生高温，报警器响起，则下列说法不正确的是（ ）
A．Rt必须是负温度系数热敏电阻
B．当高温时Rt阻值减小，AB之间电压升高，报警器响起
C．环境温度不变时，使可变电阻增大，AB之间电压增大
D．为了在更低温度时报警，应适当减小可变电阻R的阻值
12．（2024 浙江模拟）图像是表征事物的一种方法。小明用如图甲所示电路测定小灯泡的电功率，将滑片从b移至a，记录多组数据并描绘出如图乙所示的I﹣U图像。若图中面积S1表示灯泡两端电压为U1时消耗的电功率大小，则此时滑动变阻器所消耗的电功率可表示为（ ）
A．S2 B．S3 C．S1+S2 D．S1+S3
13．（2024秋 婺城区期末）如图甲是一种新型的生活小家电——蒸蛋器，它能最大程度保证鸡蛋的营养成分不被破坏和流失。图乙为它的原理图，每次使用时需向蒸蛋器内加入一定量的水，当水烧干后，温控开关自动断开，鸡蛋即可蒸熟。下列有关说法中不正确的是（ ）
A．该发热器是利用电流的热效应工作的
B．该发热器正常工作时的电阻为121Ω
C．指示灯正常工作时，通过指示灯的电流为0.01A
D．蒸鸡蛋时发热器消耗的电能等于鸡蛋增加的内能
14．（2024 鄞州区模拟）如图甲所示，一个电压恒定的电源跟一个电阻串联后，给电路供电，图乙中直线OAC为该电源的输出功率P总随电流I变化的图象，抛物线OBC为该电阻热功率PR随电流变化的图象，若A、B对应的横坐标为2A，则下列说法不正确的是（ ）
A．线段AB表示的功率为2W
B．电流为3A时，外电路电阻为2Ω
C．电流为2A时，外电路电阻为0.5Ω
D．电源电压为3V，电阻为1Ω
15．（2024秋 三台县期末）如图所示的电路中，电源电压不变。当甲、乙两表均为电流表时，S闭合，S1断开，R1和R2消耗的功率P1：P2＝2：3；当甲、乙两表均为电压表时，开关S1和S都闭合，两电压表示数U甲、U乙，R1、R2消耗的功率P1'、P2'，则（ ）
A．U甲：U乙＝5：2，P1'：P2'＝3：2
B．U甲：U乙＝5：2，P1'：P2＝9：4
C．U甲：U乙＝3：2，P1'：P2'＝3：2
D．U甲：U乙＝3：2，P1'：P2'＝9：4
16．（2024 宁波模拟）创新小组的同学设计了一个粉尘浓度监测装置，图甲为该监测装置的简化电路图，它是通过传感器R来进行检测的，R的阻值随粉尘浓度β变化的关系如图乙所示。已知电源电压为4V，定值电阻R0的阻值为15Ω，电压表的量程为0～3V。下列分析正确的是（ ）
A．电压表示数随粉尘浓度增大而减小 B．电路可测的最大粉尘度为25mg/m3
C．定值电阻R0的最大功率为0.6W D．整个电路的最小总功率为0.8W
17．（2024春 宁波期末）小英在做探究串联电路电流关系的实验时，连接了图所示的电路。她闭合开关S后，发现灯泡L1和L2都不亮，电流表无示数。为了排除电路故障，小英用量程为0～3V的电压表进行检查判断。她将电压表的正、负接线柱依次正确连接，对应出现的电压表示数如右表所示。据以上信息，可判断电路故障可能是灯泡（ ）
电压表正、负接线柱的连接情况 电压表示数/V
电源两端 3
开关S两端 0
灯泡L1两端 3
灯泡L2两端 0
A．灯泡L1短路 B．灯泡L2短路
C．灯泡L1断路 D．灯泡L2断路
18．（2024 瓯海区一模）如图甲所示，电源电压U恒为6V，R0为定值电阻。闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P从A端滑至B端的过程中，图乙是电压表的示数U随电流表示数I的变化关系，图丙是滑动变阻器的功率P随其两端电压U的变化关系，图丁是效率η（即滑动变阻器消耗的功率与电路消耗的总功率之比）随滑动变阻器电阻R（滑动变阻器滑片位于B端时的电阻表示为RB）的变化关系，则下列判断正确的是（ ）
A．定值电阻R0的阻值为5Ω B．丙图b点时R的电阻为5Ω
C．乙图阴影部分面积为2.88W D．滑动变阻器最大阻值6Ω
19．（2023 慈溪市校级模拟）如图甲是某同学“探究定值电阻品的发热功率P0、滑动变阻器R消耗的电功率PR和电源总功率P总随电流I变化的关系”的实验电路图，通过实验得到的数据用描点法在同一坐标系中作出a、b、c三条图线（如图乙）。下列叙述正确的是（ ）
A．图线a为定值电阻R0的发热功率曲线 B．电源电压为4.5V
C．滑动变阻器接入电路的最大阻值为6Ω D．滑动变阻器消耗的最大功率为2.25W
20．（2023 新昌县一模）为了探究滑动变阻器的电流、电压关系，某科学兴趣小组的同学，按照如图甲的电路进行实验。组装好电路后，闭合开关，让滑片P从最右端开始向左滑动，滑片P到最右端的距离为x，同时观察电压表、电流表的示数，记录数据并绘制图象。电压表读数U与x的关系如图乙所示，电流表读数1与x的关系如图丙所示。以下说法中正确的是（ ）
①定值电阻R的阻值为10欧
②x＝5cm时，R消耗的电功率为0.045瓦
③滑动变阻器电阻丝没有断路时的总电阻值是28欧
④若电流表的量程为0～3安，则此电路的最大功率可达9瓦
A．只有①②正确 B．只有②③正确 C．只有②④正确 D．只有③④正确
21．（2024 西湖区模拟）某科技小组为快递公司设计的分拣计数装置简化电路如图所示。R2为定值电阻，R1为光敏电阻，当有光照射光敏电阻时其阻值变小。激光被遮挡一次，计数器会自动计数一次（计数器可视为电压表）。某一时刻，闭合开关，激光被遮挡的瞬间，通过R2的电流将 ；电阻R1两端的电压将 。（均填“变大”“变小”或“不变”）
（T21图） （T22图）
22．（2024 浙江模拟）为保障疫情期间学生在校的生命健康安全，如图甲所示是宁波某中学采购的一批手持式电子测温仪。图乙是它工作的原理图，电源电压为直流电并保持不变，R是热敏电阻，定值电阻R0是保护电阻，当靠近人体额头时测温，测量体温越高，显示器的示数也越大。显示器是由 （填“电流表”或“电压表”）改装而成的。热敏电阻R的阻值随着温度的升高而 （填“增大”或“减小”）。被测者的体温越高，电路消耗的电功率就 （填“越大”“越小”或“不变”）。
23．（2023 嘉兴模拟）如图，小明发现开关闭合后，灯L不亮。小明手头没有测电笔，他利用所学的知识，将电路中的其他支路断开，然后断开断路器，将一盏正常的小灯泡接在断路器两端作为检验灯（如图1，图2），发现两盏灯均不亮，则该电路的故障是 。具体哪个位置出问题了呢？小明又找来测电笔，用测电笔测试A、B、C、D四处时，发现只有B处氖管不发光，其他三处氖管发光，则故障具体情况为 。
（T23图） （T24图）
24．（2023春 海曙区期末）项目学习小组利用气敏电阻自制一个烟雾浓度检测仪，气敏元件R的阻值随气体浓度的增大而减小。如图是小曙设计的电路图，R0为定值电阻。
（1）闭合开关S，观察到电流表无示数，电压表有示数，则电路故障可能是 ；
（2）排除故障后，当烟雾浓度变大时，电流表示数 （选填“增大”“减小”或“不变”，下同）；电压表示数 。
25．（2023 宁波模拟）医院有一种如图甲所示的自动输液报警器。闭合开关后，当正常输液时绿灯亮；当无药液流过时电铃发声报警。该输液报警器的工作原理如图乙所示。
（1）与正常输液时相比较，当输液管中没有药液流经时，经过图乙中R0的电流 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）图乙中，U1＝12V，定值电阻R＝60Ω，电铃的额定电压为9V，当电铃报警时（此时电铃正常工作）的电功率为 W。
26．（2024 义乌市模拟）图为某品牌电热水壶的内部电路简化图。其发热元件主要为两个定值电阻R1、R2。当S1闭合，S2断开时，电热水壶处于保温状态。
（1）电热水壶的保温功率为 W。
（2）若水的比热容c水＝4.2×103J/（kg ℃），将电热水壶内装入2L水，则这壶水从30℃加热至100℃所吸收的热量是 J。
27．（2023 萧山区模拟）如图所示电路，电源电压6V恒定不变，灯泡L的额定电压为3V（忽略灯丝电阻随温度的变化），R1＝10Ω，R2＝30Ω。
（1）只闭合开关S1、S2时，灯泡L正常发光，则灯泡L的额定功率为多少？通电5min，电阻产生的热量为多少？
（2）只闭合开关S1、S3，电路消耗的总功率是多少？
28．（2025 浙江模拟）小华家买了一个家用电吹风，其简化电路如图甲所示，主要技术参数如下表。请解答如下问题：
型号 SHZ2010﹣624
热风温度 50℃～75℃
额定功率 热风时：1000W 冷风时：120W
额定电压 220V
质量 0.5kg
（1）开关接至2时，电吹风的状态是 （选填“吹冷风”或“吹热风”）。
（2）求电热丝的电阻。
（3）某次吹头发，电吹风在额定电压下工作3分钟，功率与时间图像如图丙所示，求电吹风消耗的电能。
29．（2025 鹿城区校级一模）某项目化小组为了研究蹦床运动员的训练情况，设计了一种测定蹦床所受压力的装置，其原理如图甲所示。已知电源电压为3V且保持不变，定值电阻R0＝10Ω，压敏电阻的阻值R随压力F的变化而变化，如图乙所示。已知小温从距离蹦床越高处下落则对蹦床的压力越大，小温从某一高度下落后得到电路中电压表的示数与电流表的示数之间的关系如图丙中线段ab所示。
（1）当小温还在空中时，由于受到蹦床自重的影响，压敏电阻所受压力为200牛，求此时电路总电功率。
（2）小温从这一高度跳下后，在与蹦床接触的过程中，电流表的示数达到最大值时，压敏电阻受到的压力为多大？
（3）若小温从距离蹦床更高的位置跳下，则b点的位置将会移动至B点，请在图丙中用黑点标出B点可能的位置。
30．（2024 温州二模）某同学设计了一款自动注水储水池装置，其电路设计如图所示，控制电路电源电压U1＝12伏，R0为定值电阻，R为压敏电阻，电磁铁线圈电阻忽略不计；压敏电阻R放置于水箱底部（如图），其阻值与压力有关，阻值随水位变化关系如表。注水装置在控制电路中，其电源电压U2＝220伏，圆柱体水箱底面积S＝0.4m2；当水箱内的水位上升到2米时，通过电磁铁线圈的电流I＝0.1安，衔铁恰好被吸下，注水系统停止工作；当水位下降到1米时，衔铁恰好被拉起，注水系统开始给水箱注水，此时工作电路中的电流为2安。
水位（米） 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25
压敏电阻R阻值（欧） 200 125 90 70 65 62 60 59
（1）当水位下降时，电阻R0的电功率 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（2）当水箱内水位下降到1米时，通过电磁铁线圈的电流为多少安？
（3）已知注水装置工作时，每秒钟给水箱注水恒为0.005m3，求工作电路完成一次注水消耗的电能。
31．（2025 义乌市一模）在图甲所示的电路中，已知电源为电压可调的直流学生电源，灯泡L1的额定电压为8V，灯泡L2的额定电压为6V，图乙是灯泡L2的U﹣I图象。
（1）当开关S接a时，电压表的示数为1.2V，电流表的示数为0.3A，求定值电阻R0的阻值。
（2）开关S接a时，调节电源电压，使灯泡L1正常发光，此时R0消耗的功率为1W，求灯泡L1的额定功率。
（3）开关S接b时，通过调节电源电压可使电路允许达到的最大总功率是多少？
32．（2024 浙江模拟）智能家居为我们的生活提供了很多便利。小明家新购置了一台如图甲所示的智能空气加湿器，其内部简化电路图如图乙所示，R1、R2为发热电阻，且R2＝3R1，U1＝U2＝5V，S1为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关S1可实现“关”“低温挡”和“高温挡”之间的转换，其高温挡时电流为0.4A，具有智能断电功能，当水量偏低时会自动切断电源，防止烧干。控制电路中，R0＝60Ω，R为压敏电阻，其阻值随压力的变化关系如图丙所示。
（1）由图丙可知，压敏电阻R的电阻随压力的增大而 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）图乙电路中当旋转开关S2接触点3、4时，工作电路为 挡。
（3）低温挡模式时，智能空气加湿器工作电路消耗的功率为 W。
（4）当控制电路中的电流达到50mA时，衔铁才会吸合，工作电路接通。请通过计算说明，工作时至少需要加水多少千克。
33．（2023 海曙区校级三模）如图甲，小灯泡L标有“6V”字样，电源电压可调节。小宁先保持电源电压不变，第一次，只闭合开关S、S1，调节滑动变阻器的滑片P，得到小灯泡L的电流随电压变化关系的图像（图乙）。第二次，只闭合S、S2，重复以上操作，得到电阻R1的图像（图乙）。滑动变阻器R2上标有“50Ω 0.3A”字样，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V，R1允许通过的最大电流是0.2A。求。
（1）小灯泡正常发光时的电阻 。
（2）若只闭合S、S1时，小灯泡发光，电流表有示数，但电压表的示数为0，则电路出现的故障为 。
（3）排除电路故障后，若电源电压为9伏特，当只闭合S、S2时，求电压表最小值。
（4）排除电路故障后，在灯L和电阻R1不同时工作的情况下，移动滑片P并同时调节电源电压，其它各元件均安全，分析电路能达到的最大总功率是多少？
34．（2025 婺城区校级一模）某不锈钢内胆电热水壶具有加热和保温功能，其铭牌如图甲所示，工作电路图如图乙所示，虚线框内的加热电路由两个加热电阻组成，定值电阻R0＝40Ω，R′是最大阻值为840Ω的可变电阻（调温开关），人通过调节R′可以改变电热水壶的功率。
（1）在额定电压下工作时，该电热水壶最大功率为多大？
（2）电热水壶每秒向外散失的热量Q跟电热水壶表面温度与环境温度的温差关系如图丙所示（壶内水温跟壶表面温度一致），在额定电压下工作。在温度为20℃的房间使用，要求电热水壶温度保持70℃，问应将R′的阻值调为多大？
（3）用电高峰时，实际电压为200V，当电路中只有电热水壶以最大功率加热时，如图丁所示的电能表指示灯1min内闪烁了多少次？
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【中考主线·名师攻略】中考科学二轮题型解读与强化训练
专题05 动态电路与故障分析
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。
常考题型：电路的动态分析、限制性电路分析、电流表、电压表在判断电路故障中的应用。
本册资料习题均选自：中考真题、最新模拟题、联考题、名校模拟题等...
1、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。
2、故障分析解题秘籍
（1）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。
（2）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。
01 动态电路题型
1、电路变化分析题
（1）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。
（2）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
（1）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。
（2）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
（1）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。
（2）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
（1）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。
（2）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。
例题展示
[例题1] （2024 浙江模拟）如图所示，滑动变阻器R2的最大阻值与定值电阻R1相同。当S1断开，S2闭合，滑动变阻器的滑片处于最大阻值处时，下列操作中不能使电流表示数变大的是（ ）
A．闭合S1，断开S2
B．闭合S1向左移动滑片P
C．减小电源电压，闭合S1
D．增大电源电压，向左移动滑片P
[例题2]（2023秋 桐乡市期末）如图中，灯泡L1、L2分别标有“6V 3W”“6V 9W”字样，电源电压不变，开关S闭合。①只闭合S1，灯泡L1、L发光；②只闭合S2灯泡L2、L发光。灯泡L在①中比在②中（设灯丝电阻不变）（ ）
A．电功率较大，亮度较亮
B．电功率较小，亮度较暗
C．电功率相同，亮度相同
D．电功率较大，亮度较暗
[例题3]（2024 杭州二模）甲是身高、体重测量仪，当体检者站在台面上时能自动显示身高和体重。电路原理如图乙，电压表、电流表分别显示身高和体重的大小，压敏电压R的阻值随压力增大而增大。滑片P随身高增高而上滑。下列分析正确的是（ ）
A．身高越高电压表示数越小
B．身高越高通过R0的电流越小
C．体重越大电流表示数越小
D．体重越大电路消耗总功率越大
[例题4]（2024 长兴县二模）某同学用如图所示电路图进行实验的时候，经检测发现导线cd间有断路，下列描述中正确的是（ ）
A．闭合开关，电压表有示数，电流表没有示数
B．闭合开关，电压表没有示数，电流表有示数
C．将电压表连接a位置的导线端试触d时，闭合开关电压表有示数
D．将导线分别并联在bc与bd端时，闭合开关所得到的电流值相同
举一反三
1．（2024 宁波模拟）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，活塞上方气压变大，活塞向下移动
C．风速变小时，R1接入电路的阻值变大，风速表示数变小
D．该由电压表改装而成的风速表，其表盘刻度是均匀的
2．（2023秋 涪城区校级期末）如图所示的电路，闭合开关S，灯泡L1、L2均不发光，且电流表A和电压表V指针均指在零刻度。现将灯泡L1和L2位置对调，其余元件位置不变，重新闭合开关S时，发现两只灯泡仍不发光，电流表A指针仍然不动，但电压表V的指针发生了明显偏转，依据上述信息可以判断（ ）
A．灯泡L1的灯丝断了 B．灯泡L2的灯丝断了
C．电源接线处松脱 D．电流表损坏了
3．（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
4．（2024 舟山模拟）某同学利用电压恒定的电源，定值电阻R1、热敏电阻R2（阻值随温度升高而减小）、电磁铁、电压表连接成水温检测电路，电路原理如图甲。在电磁铁上方固定一个挂有铁块的弹簧测力计，其中某时段弹簧拉力随时间变化情况如图乙。则对各时段分析错误的是（ ）
A．0～t1时段水温最低 B．t1～t2时段水温升高
C．t2﹣t3时段电路消耗的电功率最大 D．t3～t4时段电压表示数不断增大
5．（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
02 动态电路解题方法
1、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。
2、电路的动态分析
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。
例题展示
[例题1] （2023 西湖区校级二模）如图是家里电热锅的工作原理图，电热锅有高中低三挡功率。则下列判断正确的是（ ）
A．开关S1接a，S2闭合，电热锅处于低温挡
B．开关S1接b，S2断开，电热锅处于高温挡
C．开关S1接b，S2闭合，电热锅中温挡
D．开关S1接 a，S2断开，电热锅处于高温挡
[例题2]（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
[例题3]（2024 嘉兴模拟）在研究电流与电压关系的实验中，小科同学根据得到的实验数据绘制了电阻R1和R2的I﹣U图象（如图），下列有关分析正确的是（ ）
A．R1与R2的阻值之比是1：2
B．R1与R2串联接时，R1消耗的功率比R2大
C．R1与R2并联接时，R1和R2消耗的功率相等
D．R1与R2串联接时，通过R1与R2的电流之比是2：1
[例题4]（2024 游仙区模拟）如图所示，电源电压为4.5V保持不变，电压表量程为“0～3V”，电流表量程为“0～0.6A”，滑动变阻器规格为“10Ω 1A”，小灯泡L标有“2.5V 1.25W”（灯丝电阻不变），在保证小灯泡L电流不超过额定电流的情况下，闭合开关S后，移动滑动变阻器的滑片，下列说法正确的是（ ）
A．变阻器滑片向右滑动时，电压表示数变小
B．小灯泡正常发光时，电流表示数是0.6A
C．滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4Ω～10Ω
D．当滑动变阻器连入电路的阻值为5Ω时，灯泡的功率为1.25W
[例题5]（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。
（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。
举一反三
1．（2023 北仑区二模）如图甲所示，R1为定值电阻，闭合开关S，滑动变阻器R2的滑片从a端移动到b端的过程中，R2消耗的电功率P与其两端电压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．R1的阻值为25欧
C．R2的最大阻值为50欧
D．该电路消耗的最大电功率为4.8W
2．（2023秋 长兴县期末）如图所示，图甲是某款即热式电热水龙头，图乙是它的电路原理图，R1和R2是阻值分别为22Ω和44Ω的电热丝。通过旋转手柄改变与开关S接触的两个相邻触点，实现冷水、温水、热水挡的切换。则以下说法正确的是（ ）
A．开关S接触2、3触点时，水龙头放出的是热水
B．开关S接触3、4触点时，电热丝R1、R2串联
C．水龙头在温水挡正常工作时的电流是10A
D．水龙头在热水挡正常工作时的功率是3300W
3．（2024 舟山模拟）在如图甲所示的电路中，L1、L2和L3为三个相同规格的小灯泡，通过这种小灯泡的电流随其两端的电压变化的曲线如图乙所示，当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25A。则此时（ ）
A．L1的电压为L2电压的2倍
B．L1消耗的功率为0.75W
C．L2的电阻为12Ω
D．L1、L2消耗的电功率的比值为4：1
4．（2023 温州二模）如图甲所示电路，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑片P从右端滑到左端的过程中，R1、R2的I﹣U关系图象如图乙所示，现将R1电阻更换为70Ω，则更换后R1R2的I﹣U关系图可能是（ ）
A． B． C． D．
5．（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
03 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。换低挡位，以获得更大的牵引力从而顺利上坡。
例题展示
[例题1]（2024春 余杭区期末）今年小科家造了新房，电工师傅安装完成后，小科闭合开关S1、S2后，发现灯泡L1正常发光，L2不发光。电工师傅用测电笔检测如图中的a、b、c、d四处，a、b、d处氖管发光，c处不发光。则下列说法中正确的是（ ）
A．电路中进户线零线断路
B．电路中c、d之间某处断路
C．电路中的灯泡L2短路
D．电路中的灯泡L2断路
[例题2]（2024 宁波模拟）在如图所示的电路中，闭合开关后，只有一盏灯亮，若故障只发生在一盏灯上，则判断正确的是（ ）
A．若电流表无示数，则L1断路，电压表无示数
B．若电流表无示数，则L2断路，电压表有示数
C．若电流表有示数，则L2断路，电压表有示数
D．若电流表有示数，则L1短路，电压表无示数
[例题3]（2024 舟山模拟）如图所示为家庭电路的一部分，对其按如下顺序检测：①闭合开关S1，灯L1亮；②断开开关S1，闭合开关S2，灯L2不亮；再用测电笔测试a、b两点，发现只有测a点时，氖管发光。若电路中只有一处故障，则是（ ）
A．a、b两点间断路 B．b点左侧的零线断路
C．灯L2短路 D．灯L2断路
[例题4]（2025 婺城区校级一模）小柯家的电路如图所示。开始时各部分工作正常。当将电饭煲的插头插入三孔插座后，正在烧水的电茶壶突然不能工作了，但电灯仍能正常发光。拔出电饭煲的插头，把测电笔插入插座的左、右插孔，氖管均能发光，则（ ）
A．电路的C、D两点间导线断路
B．插座的接地线断路
C．插座的左右插孔短路
D．电热壶所在的B、D两点间断路
举一反三
1．（2024春 婺城区校级期中）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
2．（2023 鹿城区模拟）如图所示电路，电源电压保持不变，三只电表均完好。开关S闭合后，发现只有两个电表的指针发生偏转，若电路中只有一个灯泡出现了故障，
则可能是（ ）
A．电压表V1示数为零，灯L1断路
B．电压表V1示数为零，灯L1短路
C．电流表A示数为零，灯L2断路
D．电流表A示数为零，灯L2短路
3．（2024 鄞州区校级模拟）学校走廊的吸顶灯不亮了，其内部结构如图甲所示，主要由电源模块和21颗相同的LED灯珠串联组成，电路如图乙所示（灯泡符号表示LED灯珠，省略号表示未画出的灯珠）。通过查阅资料获得该吸顶灯的信息如下：单个LED灯珠的额定电流为0.3A，额定电压为3.3V。电源模块输出的电压U可在40～90V范围内变化，从而使输出电流恒定为0.3A。
（1）通过检查，发现AB间的LED灯珠发生了 （填“短路”或“断路”）故障，导致所有灯珠都不亮。
（2）用一根导线将AB两点连接起来，接通电源后，该吸顶灯又亮了，此时吸项灯的功率为 。
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