【2019赢在中考】物理二轮专题解读与强化训练专题八 电路故障分析(原卷+解析卷)(全国版)

文档属性

名称 【2019赢在中考】物理二轮专题解读与强化训练专题八 电路故障分析(原卷+解析卷)(全国版)
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资源类型 试卷
版本资源 通用版
科目 物理
更新时间 2019-04-26 14:46:54

文档简介

【2019赢在中考】物理二轮专题解读与强化训练
专题八 电路故障分析
纵观近几年各地的中考物理试题,电路故障判断是每年中考考查的热点,也是初中物理学习过程中的难点,电路故障的判断是物理联系生活的一个重要方面,这类题目对学生有较高的综合判断、分析能力要求。进行电路故障分析要以电路动态分析为基础,而电路故障分析又是电路动态分析的载体,要总结规律,以便简明、快捷的解题。
在电路分析中,一般只发生一处故障,电路故障常见问题及要求如下:
1. 断路:(也叫“开路”)。所有用电器都不工作,电流表无示数,只有跨在断点两边的电压表有示数,且示数接近(或等于)电源电压。?【出处:21教育名师】
2.短路:被短路的部分用电器不工作,电流表有示数,接在被短路用电器两端的电压表无示数,接在其他用电器两端的电压表有示数。
3.熟练掌握串并联电路中电压、电流及电阻的规律。
4.熟练掌握欧姆定律的运用,尤其是要分析好电路中局部和整体的关系。
5.正确判断滑动变阻器有效电阻及由于滑片的变化引起的有效电阻的变化。
一、电路开路的判断
1.如果电路中用电器不工作(常是灯不亮),且电路中无电流,则电路开路。?
2.具体到那一部分开路,有两种判断方式:
(1)把电压表分别和各处并联,则有示数且比较大(常表述为等于电源电压),则电压表两接线柱之间的电路断路(电源除外)。
(2)把电流表(选用量程较大)分别与各部分并联,如其他部分能正常工作,电流表有电流,则与电流表并联的部分发生了断路。(适用于多用电器串联电路)
二、电路短路的判断?
1.串联电路或者串联部分中一部分用电器不能正常工作,其他部分用电器能正常工作,则不能正常工作的部分短路。
2.把电压表分别和各部分并联,导线部分的电压为零表示导线正常,如某一用电器两端的电压为零,则此用电器短路。
三、常见电路故障判断方法
1.现象1:用电器不工作
诊断:(1)若题中电路是串联电路,看其它用电器能否工作,如果所有用电器均不能工作,说明可能某处发生了断路;如果其它用电器仍在工作,说明该用电器被短路。
(2)若题中电路是并联电路,如果所有用电器均不工作,说明干路发生了断路;如果其它用电器仍在工作,说明该用电器所在的支路断路。
2.现象2:电流表示数为零。
诊断:(1)电流表所在的电路与电源两极构成的回路上有断路。
(2)电流表所在电路电阻非常大,导致电流过小,电流表的指针几乎不动(如有电压表串联在电路中)。
(3)电流表被短路。
3.现象3:电流表被烧坏
诊断:(1)电流表所在的电路与电源两极间直接构成了回路,即发生了短路。
(2)电流表选用的量程不当。
4.现象4:电压表示数为零
诊断:(1)电压表的两接线柱到电源两极之间的电路断路。
(2)电压表的两接线柱间被短路。
四、解题思路:
1.识别电路是串联电路还是并联电路。
2.串联电路,电流表的示数变大,说明发生了短路,短路处电压为零;电流表示数变小,说明发生了断路,断路处电压为电源电压。
3.并联电路,干路中电流表示数变小,支路中电流表示无示数,该支路发生断路;支路中电流表示数不变,该支路无故障。
一、串并联电路特点
1.串联电路:把用电器逐个顺次连接起来的电路叫串联;电路中只有一条电流路径,一处段开所有用电器都停止工作。如图(1)是两个灯泡串联的电路。
2.并联电路:把用电器并列的连接起来的电路;电路中的电流路径至少有两条,各支路中的元件独立工作,互不影响。如:家庭中所有用电器的连接都是并联。图(2)是两个灯泡并联的电路。
图(1)串联
图(2)并联
3.识别电路串、并联的常用方法
⑴电流分析法:在识别电路时,电流:电源正极→各用电器→电源负极,若途中不分流用电器串联;若电流在某一处分流,每条支路只有一个用电器,这些用电器并联;若每条支路不只一个用电器,这时电路有串有并,叫混联电路。www.21-cn-jy.com
⑵断开法:去掉任意一个用电器,若另一个用电器也不工作,则这两个用电器串联;若另一个用电器不受影响仍然工作则这两个用电器为并联。
⑶节点法:在识别电路时,不论导线有多长,只要其间没有用电器或电源,则导线的两端点都可看成同一点,从而找出各用电器的共同点。2·1·c·n·j·y
⑷观察结构法:将用电器接线柱编号,电流流入端为“首”电流流出端为“尾”,观察各用电器,若“首→尾→首→尾”连接为串联;若“首、首”,“尾、尾”相连,为并联。
⑸经验法:对实际看不到连接的电路,如路灯、家庭电路,可根据串联电路或并联电路用电器的相互影响情况判断串联或并联。
二、电路常见故障及原因
1.故障1:闭合开关前灯泡发光,闭合开关后灯泡不亮了两表也无示数。
原因:开关与电源并联导致所有东西都被短路。
后果:极容易烧坏电源。
2.故障2:闭合开关后,灯泡忽明忽暗,两表指针来回摆动。
原因:电路某处接触不良。?
排除方法:把松动的地方拧紧。
3.故障3:闭合开关后灯泡不亮,电流表几乎无示数电压表所呈示数几乎为电源电压。
原因1:灯泡断路,使电压表串联到了电路中。
一般判断电路时都是把电压表当做断路是应为它的电阻很大很大所以呢如果电压表与一灯泡并联而这个灯泡断路了就相当于直接把这个电压表串联在电路中I=U/R因为电压是恒定的电阻巨大所以电流表的示数就很小了而串联式靠电阻分压的由于电压表的电阻巨大在这么大的电阻前灯泡的电阻就显得微不足道所以电压表显示的几乎是电源电压;
原因2:电流表与电压表位置互换。
这样灯泡就被几乎没有电阻的电流表(它接到了电压表的位置上)短路故不亮电路中只串联了一个电流表和一个电压表因为电压表的电阻很大所以几乎分到了全部电压而由于电压表的电阻大所以电流表几乎无示数。2-1-c-n-j-y
4.故障4:闭合开关后无论怎样移动滑动变阻器的滑片灯泡亮度与两表示数均无改变。
原因:变阻器没有按照一上一下的方法来接。
变阻器全接上接线柱时,变阻器相当于导线(这是极不安全的容易造成电路电流过大,灯泡会很亮);变阻器全接下接线柱时,相当于一个定值电阻,电路中电阻很大,灯泡不亮。
5.故障5:闭合开关后,无论怎样移动滑片灯泡都不亮。
电路某一处断路或灯泡被导线或电流表短路、或变阻器全接下接线柱。
6.故障6:灯泡亮两表指针反向偏转。
原因:两表的正负接线柱接反了
一、电路断路故障
【典例1】(2018?昆明)如图所示电路,开关闭合后,两灯都不亮,用一根导线连接a、b两点后,两灯仍不亮,再用这根导线连接b、c两点后,两灯还是不亮:仍然用这根导线连接b、d两点后,灯L1亮而灯L2不亮,假设故障是下列中的一个,那么故障可能是(  )
A.灯L1断路 B.灯L1短路 C.灯L2断路 D.开关的接线柱处断开
【解析】开关闭合后,两灯泡都不发光,且故障只有一个,说明电路出现了断路故障,故B错误;将导线接在ab两点时,两灯仍不亮,说明故障出现在a到电源正极之间或b到电源负极之间,即ab间是正常的;将导线接在bc两点上,两灯还是不亮,说明故障出现在a到电源正极之间或c到电源负极之间,即bc间也是正常的;将导线接在bd两点上时,发现灯L1亮而灯L2不亮,说明a到电源正极之间以及L1都是完好的,且bc间正常(即L2完好),所以故障出现在cd之间,即可能是开关处断路,故D正确,AC错误。故选D。
【答案】D。
二、电路短路故障
【典例2】(2018?青海)如图所示电路中,闭合开关S后,发现灯泡L1不亮,L2亮,电流表有示数,电压表无示数,则电路出现的故障是(  )
A.L1断路 B.L1短路 C.L2断路 D.L2短路
【解析】由电路图可知,灯泡L1、L2串联,电压表并联在灯泡L1两端;闭合开关S后,发现灯泡L1不亮,L2亮,电流表有示数,说明电路为通路,不是断路的情况,故AC错误;此时电压表无示数,说明与电压表并联的部分发生了短路,即L1被短路,但电路仍然是通路,所以电流表有示数。故B正确,D错误;故选B。
【答案】B。
一、电路断路故障
1. (2018?郴州)如图所示,开关S闭合后,两电表均有示数,小灯泡均正常发光。过了一会两灯突然熄灭,电流表示数变为0,电压表示数约为电源电压。则下列故障判断可能正确的是(  )
A.灯L1短路 B.灯L2短路 C.灯L1断路 D.灯L2断路
2. (2018?南通)图示电路中,R1、R2是定值电阻,开关S闭合一段时间后,电流表示数突然减小。用电压表检测电路,当电压表接a、b两点时,电压表有示数;接b、c两点时,电压表无示数。则故障原因可能是(  )
A.仅R1断路 B.仅R2断路 C.电流表断路 D.ac导线断路
3. (2018?黑龙江)如图所示,电源电压为6V且保持不变,当开关闭合后,电压表有示数,电流表无示数,该电路只有一处故障,则故障可能是(  )
A.L1短路 B.L2短路 C.L1断路 D.L2断路
4. (2018?宜昌)如图所示的电路,闭合开关,两灯泡均发光,过一会儿,其中一个灯泡突然熄灭,电流表和电压表指针仍有示数。造成此现象的原因可能是(  )
A.L1灯泡断路 B.L2灯泡断路 C.L1灯泡被短接 D.L2灯泡被短接
5. (2018?怀化)如图所示,开关闭合,两个灯泡都不发光,电流表指针几乎不动,而电压表指针有明显偏转,该电路故障可能是(  )
A.电流表开路,并且L1、L2灯丝断了 B.L1灯丝断了
C.灯泡L2开路 D.灯泡L1短路
6. (2018?巴彦淖尔)如右图所示家庭电路中,当开关S闭合后,灯泡L不亮,用试电笔测试c、d两点时,氖管都发光,测试a、b两点时,只有a点氖管发光,则故障可能是(  )
A.b、c?之间某处断路 B.a、d?之间某处断路
C.火线与零线短路 D.电灯的灯丝断了
7. (2018?随州)如图所示的家庭电路中,当开关都闭合时,灯L不亮,用试电笔测试插座的左、右孔,氖管都发光,电路中只有一处故障,下面有关电路图及故障的说法中错误的是(  )
A.电能表的单位是千瓦时
B.三孔插座是为了防止用电器外壳带电发生触电事故
C.若在导线a和b之间接一个灯泡L1,则它和L是并联
D.根据测试结果,应该是m与j之间断路
8. (2018?泰州)如图所示为某家庭卫生间电路,电灯和电热器都在正常工作。在三线插座上刚插上洗衣机(开关未闭合)的插头时,所有用电器都停止工作,拔出洗衣机的插头后,用测电笔测试三线插座的左右两孔,氖管都发光,发现有一根熔丝熔断了。下列分析不合理的是(  )
A.一定是零线上的熔丝熔断了
B.断开S1、S2,再用测电笔检测三线插座的左右两孔,氖管都发光
C.只断开S1,再用测电笔检测开关S2的两个接线柱,氖管都发光
D.只断开S2,再用测电笔检测开关S1的两个接线柱,氖管都发光
9. (2018?扬州)如图所示,闭合开关后两灯不亮,用电压表先后测得UAD=UAC=UAB=4.5V,则故障可能是(  )
A.灯L1发生断路 B.灯L2发生断路 C.灯L1发生短路 D.灯L2发生短路
10. (2018?泰安)如图所示的电路中,小灯泡L1、L2规格相同,闭合开关S后,发现L1不亮,L2发光。此电路的故障可能是(  )
A.灯?L1短路 B.灯?L2短路 C.灯?L1断路 D.开关S接触不良
二、电路短路故障
11. (2018?常德)如图所示是小刚同学测定小灯泡电功率的电路图,当闭合开关时,发现灯L不亮,电流表有明显示数,电压表示数为零,若故障只出现在灯L和变阻器R中的一处,则下列判断正确的是(  )
A.灯L断路 B.灯L短路 C.变阻器R断路 D.变阻器R短路
12. (2018?南京)如图所示电路,闭合开关,甲乙两灯均发光,两电表均有示数,过一会儿,其中一个灯泡突然熄灭,一只电表示数增大,另一只电表示数减小到几乎为零,造成此现象的原因可能是(  )
A.甲灯短路 B.乙灯短路 C.甲灯断路 D.乙灯断路
13. (2018?徐州)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,电流表和电压表的都有示数。如果某时刻电路出现故障,两表的示数都变大了,那么故障可能是(  )
A.电阻R1短路 B.电阻R1断路 C.电阻R2短路 D.电阻R2断路
14. (2018?徐州)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,电流表和电压表的都有示数。如果某时刻电路出现故障,两表的示数都变大了,那么故障可能是(  )
A.电阻R1短路 B.电阻R1断路 C.电阻R2短路 D.电阻R2断路
15. (2018?巴中)如图所示的电路,当开关S闭合时,L1、L2都能发光,一会儿后,L1亮、L2熄灭,电流表示数变大,则电路故障原因可能是(  )
A.L1短路 B.L2短路 C.L1断路 D.L2断路
三、综合
16. (2018?梧州)小明和小华同学在“探究串联电路电压的规律”实验中,都设计了如图甲所示的电路。
(1)连接电路前,小明发现电压表指针如图乙所示,接下来他要对电压表进行的操作是________。 (2)小明根据图甲连接好电路,闭合开关后,发现电压表示数为零,若只有L1或L2中的一处发生故障,则故障可能是________(写出一种即可)。 (3)排除故障后,小明完成了实验,并把数据记录在下表中。
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1.4
1.4
2.8
分析实验数据得出两个实验结论:①串联电路两端的电压________各部分电路两端电压之和: ②串联电路中,各部分电路两端电压相等。 (4)实验结束后小明和小华互相交流,小华指出结论②是错误的,造成结论错误的原因是________,另外,小明的实验在设计方案上还存在另一个不足之处是________。 (5)小明和小华还进行了深入交流,为了节省时间,利用原来的电路图,在测L2两端的电压时,电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并把接线改接到C接点上,这个方法________(选填“能”或“不能”)测出L2两端的电压,理由是________。
17. (2018?六盘水)李瑞同学在参加六盘水市物理实验技能大赛时,对串联电路电压规律进行了探究。
【猜想与假设】串联电路总电压等于各用电器两端电压之和。 【设计与进行实验】 ①按图所示的电路图连接电路; ②闭合开关,用电压表测出L1两端的电压; ③在测L2两端的电压时,李瑞同学为了节省时间,采用以下方法:电压表所接的B点不动,只断开A点,并改接到C点上; ④测出AC间的电压。 (1)在拆接电路时,开关必须________; (2)李瑞同学用上面的方法能否测出L2两端的电压?________,为什么?________;
UAB/V
UBC/V
UAC/V
2.4
1.4
3.75
(3)方法改进后,实验数据记录如上表,李瑞同学分析后得出结论:串联电路总电压不等于各用电器两端的电压之和;他的结论与猜想是否相符________;这个实验在设计方案上还存在的不足之处是________________(写出一条)。
18. (2018?湘潭)用图1所示的电路来“探究电流与电压的关系”。
(1)根据图1,将图中的器材连接成完整电路。(电源电压为3V,R1的规格为“20Ω1A”,R的阻值约为10Ω。)
次数
U/V
I/A
1
1.0
0.1
2
1.2
0.12
3
1.8
0.18
4
2.0
5
2.4
0.24
(2)连接好电路后,开关闭合前,应将滑片移至滑动变阻器的________(选填“a”或“b”) 端。闭合开关,缓慢移动滑片的位置,发现电压表有示数且始终为3V,电流表示数始终为零。可能是定值电阻R处发生了________(选填“断路”或“短路”)故障。 (3)排除故障后,改变滑片位置,记录数据,如表一所示。第4次实验时,电流表示数如图2所示,为________A。 (4)分析数据可得:当电阻不变时,电阻中的电流与它两端的电压成________。该电阻的阻值为________Ω。 (5)继续用图1电路来“探究电流与电阻的关系”。先用10Ω的定值电阻进行实验,移动滑片,使电压表示数为2.0V,记录电流表的示数;保持滑片的位置不变,断开开关,用20Ω的定值电阻替换10Ω的定值电阻;闭合开关,发现电压表的示数________(选填“大于”或“小于”)2.0V,应将滑片向________(选填“a”或“b”)端移动,直至电压表示数为2.0V。
19. (2018?宁夏)如图所示,小明进行“伏安法测量电阻”的实验: (1)请帮助小明根据电路图甲将实物电路乙连接完整(导线不能交叉)
(2)电路连接好后,当小明准备闭合开关开始实验时,滑动变阻器的滑片应该滑到________(选填“A”或“B”)端。 (3)小明闭合开关,并调节滑动变阻器,发现电流表没有示数,但电压表有示数且无变化,则电路原因可能是________。 (4)小明排除故障后,调节滑动变阻器,当电压表读数为2.6V时,电流表的示数如图丙所示,则该定值电阻的阻值是________。 (5)小明还想探究电流与电阻的关系,请你帮助小明设计数据记录表格。
20. (2018?莱芜)小华在做“测量小灯泡电功率”的实验中,实验室有如下器材:电源(电压恒为6V),小灯泡L(额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω),电流表、电压表、开关、规格分别为“10Ω1A”的滑动变阻器R1和“50Ω0.5A”的滑动变阻器R2各一个,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,帮小华同学将图甲中的电路连接完整; (2)为了顺利完成实验,小华应选用规格为________(选填“R1”或“R2”)的滑动变阻器; (3)连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,原因可能是________; (4)排除故障后,移动滑动变阻器滑片P的位置,获得多组对应的电压值和电流值,绘制小灯泡U-I图象如图乙所示,小灯泡的额定功率为________W.分析乙中图象发现小灯泡电阻是变化的,影响其变化的主要原因是________; (5)小华打算增加一个阻值为15Ω的定值电阻R0,只利用一只电表,通过操作图中单刀双掷开关(单刀双掷开关分别接“a”、“b”各一次)测量小灯泡的额定电功率,图丙、图丁是他设计的两种不同方案的电路图,则以下判断正确的是________。 A.两种方案都能 B.两种方案都不能 C.丙方案能,丁方案不能 D.丙方案不能,丁方案能
21. (2018?鄂尔多斯)在如图甲所示的“测量小灯泡电功率”的实验电路图中,小灯泡L的额定电压为2.5V,灯丝的电阻约为10Ω。
(1)根据图甲所示的电路图,请用笔画线代替导线,将图乙中的器材连接成完整的电路。 (2)连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数。若电路中只有一处故障,则电路故障可能是________。 (3)排除故障后,闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图丙所示,其示数为________V.为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向________(选填“A端”或“B端”)滑动。 (4)根据实验测量的数据,绘制出通过小灯泡的电流I随它两端电压U变化的图象,如图丁所示。分析可知: ①小灯泡的额定功率为________W ②小灯泡灯丝的电阻是变化的,主要是受________的影响。
【2019赢在中考】物理二轮专题解读与强化训练
专题八 电路故障分析
纵观近几年各地的中考物理试题,电路故障判断是每年中考考查的热点,也是初中物理学习过程中的难点,电路故障的判断是物理联系生活的一个重要方面,这类题目对学生有较高的综合判断、分析能力要求。进行电路故障分析要以电路动态分析为基础,而电路故障分析又是电路动态分析的载体,要总结规律,以便简明、快捷的解题。
在电路分析中,一般只发生一处故障,电路故障常见问题及要求如下:
1. 断路:(也叫“开路”)。所有用电器都不工作,电流表无示数,只有跨在断点两边的电压表有示数,且示数接近(或等于)电源电压。?【出处:21教育名师】
2.短路:被短路的部分用电器不工作,电流表有示数,接在被短路用电器两端的电压表无示数,接在其他用电器两端的电压表有示数。
3.熟练掌握串并联电路中电压、电流及电阻的规律。
4.熟练掌握欧姆定律的运用,尤其是要分析好电路中局部和整体的关系。
5.正确判断滑动变阻器有效电阻及由于滑片的变化引起的有效电阻的变化。
一、电路开路的判断
1.如果电路中用电器不工作(常是灯不亮),且电路中无电流,则电路开路。?
2.具体到那一部分开路,有两种判断方式:
(1)把电压表分别和各处并联,则有示数且比较大(常表述为等于电源电压),则电压表两接线柱之间的电路断路(电源除外)。
(2)把电流表(选用量程较大)分别与各部分并联,如其他部分能正常工作,电流表有电流,则与电流表并联的部分发生了断路。(适用于多用电器串联电路)
二、电路短路的判断?
1.串联电路或者串联部分中一部分用电器不能正常工作,其他部分用电器能正常工作,则不能正常工作的部分短路。
2.把电压表分别和各部分并联,导线部分的电压为零表示导线正常,如某一用电器两端的电压为零,则此用电器短路。
三、常见电路故障判断方法
1.现象1:用电器不工作
诊断:(1)若题中电路是串联电路,看其它用电器能否工作,如果所有用电器均不能工作,说明可能某处发生了断路;如果其它用电器仍在工作,说明该用电器被短路。
(2)若题中电路是并联电路,如果所有用电器均不工作,说明干路发生了断路;如果其它用电器仍在工作,说明该用电器所在的支路断路。
2.现象2:电流表示数为零。
诊断:(1)电流表所在的电路与电源两极构成的回路上有断路。
(2)电流表所在电路电阻非常大,导致电流过小,电流表的指针几乎不动(如有电压表串联在电路中)。
(3)电流表被短路。
3.现象3:电流表被烧坏
诊断:(1)电流表所在的电路与电源两极间直接构成了回路,即发生了短路。
(2)电流表选用的量程不当。
4.现象4:电压表示数为零
诊断:(1)电压表的两接线柱到电源两极之间的电路断路。
(2)电压表的两接线柱间被短路。
四、解题思路:
1.识别电路是串联电路还是并联电路。
2.串联电路,电流表的示数变大,说明发生了短路,短路处电压为零;电流表示数变小,说明发生了断路,断路处电压为电源电压。
3.并联电路,干路中电流表示数变小,支路中电流表示无示数,该支路发生断路;支路中电流表示数不变,该支路无故障。
一、串并联电路特点
1.串联电路:把用电器逐个顺次连接起来的电路叫串联;电路中只有一条电流路径,一处段开所有用电器都停止工作。如图(1)是两个灯泡串联的电路。
2.并联电路:把用电器并列的连接起来的电路;电路中的电流路径至少有两条,各支路中的元件独立工作,互不影响。如:家庭中所有用电器的连接都是并联。图(2)是两个灯泡并联的电路。
图(1)串联
图(2)并联
3.识别电路串、并联的常用方法
⑴电流分析法:在识别电路时,电流:电源正极→各用电器→电源负极,若途中不分流用电器串联;若电流在某一处分流,每条支路只有一个用电器,这些用电器并联;若每条支路不只一个用电器,这时电路有串有并,叫混联电路。www.21-cn-jy.com
⑵断开法:去掉任意一个用电器,若另一个用电器也不工作,则这两个用电器串联;若另一个用电器不受影响仍然工作则这两个用电器为并联。
⑶节点法:在识别电路时,不论导线有多长,只要其间没有用电器或电源,则导线的两端点都可看成同一点,从而找出各用电器的共同点。2·1·c·n·j·y
⑷观察结构法:将用电器接线柱编号,电流流入端为“首”电流流出端为“尾”,观察各用电器,若“首→尾→首→尾”连接为串联;若“首、首”,“尾、尾”相连,为并联。
⑸经验法:对实际看不到连接的电路,如路灯、家庭电路,可根据串联电路或并联电路用电器的相互影响情况判断串联或并联。
二、电路常见故障及原因
1.故障1:闭合开关前灯泡发光,闭合开关后灯泡不亮了两表也无示数。
原因:开关与电源并联导致所有东西都被短路。
后果:极容易烧坏电源。
2.故障2:闭合开关后,灯泡忽明忽暗,两表指针来回摆动。
原因:电路某处接触不良。?
排除方法:把松动的地方拧紧。
3.故障3:闭合开关后灯泡不亮,电流表几乎无示数电压表所呈示数几乎为电源电压。
原因1:灯泡断路,使电压表串联到了电路中。
一般判断电路时都是把电压表当做断路是应为它的电阻很大很大所以呢如果电压表与一灯泡并联而这个灯泡断路了就相当于直接把这个电压表串联在电路中I=U/R因为电压是恒定的电阻巨大所以电流表的示数就很小了而串联式靠电阻分压的由于电压表的电阻巨大在这么大的电阻前灯泡的电阻就显得微不足道所以电压表显示的几乎是电源电压;
原因2:电流表与电压表位置互换。
这样灯泡就被几乎没有电阻的电流表(它接到了电压表的位置上)短路故不亮电路中只串联了一个电流表和一个电压表因为电压表的电阻很大所以几乎分到了全部电压而由于电压表的电阻大所以电流表几乎无示数。2-1-c-n-j-y
4.故障4:闭合开关后无论怎样移动滑动变阻器的滑片灯泡亮度与两表示数均无改变。
原因:变阻器没有按照一上一下的方法来接。
变阻器全接上接线柱时,变阻器相当于导线(这是极不安全的容易造成电路电流过大,灯泡会很亮);变阻器全接下接线柱时,相当于一个定值电阻,电路中电阻很大,灯泡不亮。
5.故障5:闭合开关后,无论怎样移动滑片灯泡都不亮。
电路某一处断路或灯泡被导线或电流表短路、或变阻器全接下接线柱。
6.故障6:灯泡亮两表指针反向偏转。
原因:两表的正负接线柱接反了
一、电路断路故障
【典例1】(2018?昆明)如图所示电路,开关闭合后,两灯都不亮,用一根导线连接a、b两点后,两灯仍不亮,再用这根导线连接b、c两点后,两灯还是不亮:仍然用这根导线连接b、d两点后,灯L1亮而灯L2不亮,假设故障是下列中的一个,那么故障可能是(  )
A.灯L1断路 B.灯L1短路 C.灯L2断路 D.开关的接线柱处断开
【解析】开关闭合后,两灯泡都不发光,且故障只有一个,说明电路出现了断路故障,故B错误;将导线接在ab两点时,两灯仍不亮,说明故障出现在a到电源正极之间或b到电源负极之间,即ab间是正常的;将导线接在bc两点上,两灯还是不亮,说明故障出现在a到电源正极之间或c到电源负极之间,即bc间也是正常的;将导线接在bd两点上时,发现灯L1亮而灯L2不亮,说明a到电源正极之间以及L1都是完好的,且bc间正常(即L2完好),所以故障出现在cd之间,即可能是开关处断路,故D正确,AC错误。故选D。
【答案】D。
二、电路短路故障
【典例2】(2018?青海)如图所示电路中,闭合开关S后,发现灯泡L1不亮,L2亮,电流表有示数,电压表无示数,则电路出现的故障是(  )
A.L1断路 B.L1短路 C.L2断路 D.L2短路
【解析】由电路图可知,灯泡L1、L2串联,电压表并联在灯泡L1两端;闭合开关S后,发现灯泡L1不亮,L2亮,电流表有示数,说明电路为通路,不是断路的情况,故AC错误;此时电压表无示数,说明与电压表并联的部分发生了短路,即L1被短路,但电路仍然是通路,所以电流表有示数。故B正确,D错误;故选B。
【答案】B。
一、电路断路故障
1. (2018?郴州)如图所示,开关S闭合后,两电表均有示数,小灯泡均正常发光。过了一会两灯突然熄灭,电流表示数变为0,电压表示数约为电源电压。则下列故障判断可能正确的是(  )
A.灯L1短路 B.灯L2短路 C.灯L1断路 D.灯L2断路
【解析】根据电路图可知,两灯泡串联;由题知,原来两电表均有示数,小灯泡均正常发光;过了一会两灯突然熄灭,电流表示数变为0,电压表示数约为电源电压;A、如果灯L1短路,则L2还能发光,故A不符合题意;B、如果灯L2短路,则L1还能发光,故B不符合题意;C、如果灯L1断路,电路断路,所以两灯都不能发光,电流表无示数;但电压表的正负接线柱与电源两极相连,电压表测量电源电压,其示数约为电源电压,故C符合题意;D、如果灯L2断路,整个电路断路,所以电流表、电压表均无示数,故D不符合题意。故选C。
【答案】C。
2. (2018?南通)图示电路中,R1、R2是定值电阻,开关S闭合一段时间后,电流表示数突然减小。用电压表检测电路,当电压表接a、b两点时,电压表有示数;接b、c两点时,电压表无示数。则故障原因可能是(  )
A.仅R1断路 B.仅R2断路 C.电流表断路 D.ac导线断路
【解析】根据电路图可知,定值电阻R1、R2并联连接,电流表测量的是干路的电流;开关S闭合一段时间后,电流表示数突然减小,说明某一条支路出现了断路;当电压表接a、b两点时,电压表有示数,说明a到电源的负极与b到电源的正极之间是接通的;电压表接b、c两点时,电压表无示数,说明c到电源的负极与b到电源的正极之间是断开的,由前面解答可知a到电源的负极、b到电源的正极之间是接通的,故ac间导线出现了断路。故选D。
【答案】D。
3. (2018?黑龙江)如图所示,电源电压为6V且保持不变,当开关闭合后,电压表有示数,电流表无示数,该电路只有一处故障,则故障可能是(  )
A.L1短路 B.L2短路 C.L1断路 D.L2断路
【解析】A、如果灯L1发生短路,则电流表示数增大,电压表示数增大,两表都有示数,故A不符合题意;B、如果L2发生短路,此时电路中只有灯泡L1,故电流表示数变大,电压表相当测量导线电压,故电压表示数为零,故B不符合题意;C、如果灯L1断路,电路断路,电流表示数为零,电压表与电源两端不相连,电压表示数为零,故C不符合题意;D、如果灯L2断路,电路断路,电流表示数为零,电压表与电源两极相连,电压表示数接近电源电压,故D符合题意。故选D。
【答案】D。
4. (2018?宜昌)如图所示的电路,闭合开关,两灯泡均发光,过一会儿,其中一个灯泡突然熄灭,电流表和电压表指针仍有示数。造成此现象的原因可能是(  )
A.L1灯泡断路 B.L2灯泡断路 C.L1灯泡被短接 D.L2灯泡被短接
【解析】由图可知,该电路为并联电路,电流表测量灯L2的电流,电压表测量L1两端电压;闭合开关,两灯泡均发光,过一会儿,其中一个灯泡突然熄灭,但两电表指数仍明显偏转,这说明电路不是短路,而是一个支路断开;电流表有示数,说明L2正常,故故障是灯泡L1断路。故选A。
【答案】A。
5. (2018?怀化)如图所示,开关闭合,两个灯泡都不发光,电流表指针几乎不动,而电压表指针有明显偏转,该电路故障可能是(  )
A.电流表开路,并且L1、L2灯丝断了 B.L1灯丝断了
C.灯泡L2开路 D.灯泡L1短路
【解析】A、如果电流表开路,两只灯泡L1、L2灯丝断了不能发光,电压表、电流表无示数。不符合题意;B、如果灯泡L1灯丝断了,两只灯泡都不发光,电流表无示数,电压表测量电源电压指针偏转。符合题意;C、如果灯泡L2开路,两只灯泡都不发光,电压表、电流表都无示数。不符合题意;D、如果灯泡L1短路不能发光,L2能够发光。不符合题意。故选B。
【答案】B
6. (2018?巴彦淖尔)如右图所示家庭电路中,当开关S闭合后,灯泡L不亮,用试电笔测试c、d两点时,氖管都发光,测试a、b两点时,只有a点氖管发光,则故障可能是(  )
A.b、c?之间某处断路 B.a、d?之间某处断路
C.火线与零线短路 D.电灯的灯丝断了
【解析】如图,闭合开关后,发现电灯L不亮,用测电笔测试c、d两点时,氖管都发光,说明c、d都与火线连通(即c点到火线间的电路没有断路);测试a、b两点时,只有a点氖管发光,则测b点时氖管不发光,说明b点没有与火线连通,所以故障可能是b、c之间某处断路,故A正确,BD错误;若火线与零线短路,则保险丝熔断或空气开关跳闸,整个电路断开,用测电笔测试各点时,氖管都不发光,故C错误。故选A。
【答案】A
7. (2018?随州)如图所示的家庭电路中,当开关都闭合时,灯L不亮,用试电笔测试插座的左、右孔,氖管都发光,电路中只有一处故障,下面有关电路图及故障的说法中错误的是(  )
A.电能表的单位是千瓦时
B.三孔插座是为了防止用电器外壳带电发生触电事故
C.若在导线a和b之间接一个灯泡L1,则它和L是并联
D.根据测试结果,应该是m与j之间断路
【解析】A、电能表是测量用电器消耗电能的仪表,单位是千瓦时,故A正确;B、三孔插座中多出一个专门用于接地的孔,是为了让用电器的金属外壳与大地相连,当用电器外壳带电时,电流从地线导入大地,可以防止触电事故的发生,故B正确;C、若在导线a和b之间接一个灯泡L1,即L1接在火线和零线之间,它和L是并联的,故C正确;D、当开关都闭合时,灯L不亮,说明电路中可能有断路故障;用试电笔测试插座的左、右孔,氖管都发光,说明m、j都与火线相连,所以故障是m之前(m左侧)的零线断路,故D错。故选D。
【答案】D
8. (2018?泰州)如图所示为某家庭卫生间电路,电灯和电热器都在正常工作。在三线插座上刚插上洗衣机(开关未闭合)的插头时,所有用电器都停止工作,拔出洗衣机的插头后,用测电笔测试三线插座的左右两孔,氖管都发光,发现有一根熔丝熔断了。下列分析不合理的是(  )
A.一定是零线上的熔丝熔断了
B.断开S1、S2,再用测电笔检测三线插座的左右两孔,氖管都发光
C.只断开S1,再用测电笔检测开关S2的两个接线柱,氖管都发光
D.只断开S2,再用测电笔检测开关S1的两个接线柱,氖管都发光
【解析】(1)在插上洗衣机(开关未闭合)的插头前,电灯和电热器都在正常工作,在插上洗衣机(开关未闭合)的插头,所有用电器都停止工作,说明电路中干路上有断路,测电笔测试插座的两孔,氖管都发光,说明两孔与火线是连通的,故只可能是零线断了,故A合理;(2)断开S1、S2,再用测电笔检测三线插座的左右两孔,只有右孔与火线相连,氖管发光,左孔与火线不相连,氖管不会发光,故B不合理;(3)只断开S1,开关S2的上下接线柱都与火线相连,测电笔的氖管发光,故C合理;(4)只断开S2,开关S1的上下接线柱都与火线相连,测电笔的氖管发光,故D合理。故选B。
【答案】B。
9. (2018?扬州)如图所示,闭合开关后两灯不亮,用电压表先后测得UAD=UAC=UAB=4.5V,则故障可能是(  )
A.灯L1发生断路 B.灯L2发生断路 C.灯L1发生短路 D.灯L2发生短路
【解析】由题意可知,闭合开关后两灯都不亮,测得UAD=UAC=UAB=4.5V,说明电源电压为4.5V;A、若灯L1发生断路,电压表并联在L1两端时与电源相通由示数且等于电源电压,故A符合题意;B、若灯L2发生断路,电压表并联在L2两端时与电源不相通,没有示数,故B不符合题意;C、若灯L1发生短路,电压表同时被短路没有示数,灯泡L2发光,故C不符合题意;D、若灯L2发生短路,灯泡L2发光,电压表有示数,故D不符合题意。故选A。
【解答】A。
10. (2018?泰安)如图所示的电路中,小灯泡L1、L2规格相同,闭合开关S后,发现L1不亮,L2发光。此电路的故障可能是(  )
A.灯?L1短路 B.灯?L2短路 C.灯?L1断路 D.开关S接触不良
【解析】由图可知:该电路是并联电路,灯L1不亮,而L2正常发光,这说明从L2两端到电源的两极没问题,因此灯L2、开关S的连接都正确,问题就是灯L1断路或短路。当灯L1短路时,电源被短路,灯L2不亮,甚至可能烧毁电源;所以只能是灯L1断路,此时L2支路不受影响,符合题意。故ABD错误,C正确。故选C。
【答案】C。
二、电路短路故障
11. (2018?常德)如图所示是小刚同学测定小灯泡电功率的电路图,当闭合开关时,发现灯L不亮,电流表有明显示数,电压表示数为零,若故障只出现在灯L和变阻器R中的一处,则下列判断正确的是(  )
A.灯L断路 B.灯L短路 C.变阻器R断路 D.变阻器R短路
【解析】小灯泡不发光说明灯泡短路或灯泡断路或滑动变阻器断路,电流表有示数,安说明电路不可能是断路,是短路,滑动变阻器短路时,灯泡会发光,故电路中存在的故障可能是小灯泡短路,电压表测量的是一段导线两端的电压,电压为0,故B正确。故选B。
【答案】B。
12. (2018?南京)如图所示电路,闭合开关,甲乙两灯均发光,两电表均有示数,过一会儿,其中一个灯泡突然熄灭,一只电表示数增大,另一只电表示数减小到几乎为零,造成此现象的原因可能是(  )
A.甲灯短路 B.乙灯短路 C.甲灯断路 D.乙灯断路
【解析】A、如果甲灯短路,乙灯泡发光,电路中有电流,电流表有示数,电压表与电源两端相连,电压表有示数,故A不符合题意;B、若乙灯短路,电压表也同时被短路,没有示数,甲灯泡发光,电路中有电流,电流表有示数,故B符合题意;C、若甲灯灯断路,乙灯泡不发光,电流表没有示数,电压表与电源两端不相连,电压表没有示数,故C不符合题意;D、若乙灯灯断路,甲灯泡不发光,电流表没有示数,电压表与电源两端相连,电压表有示数,故D不符合题意。故选B。
【答案】B
13. (2018?徐州)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,电流表和电压表的都有示数。如果某时刻电路出现故障,两表的示数都变大了,那么故障可能是(  )
A.电阻R1短路 B.电阻R1断路 C.电阻R2短路 D.电阻R2断路
【解析】由图可知,电阻R1、R2串联,电压表测量R1两端的电压,电流表测量电路中的电流;A、若电阻R1短路,则电阻R1两端的电压为零,即电压表示数变为零,由于电路中电阻变小,电流变大,即电流表示数变大,故A不符合题意;B、若电阻R1断路,电流表示数变为零,电压表与R2串联接入电路,此时电压表测电源电压,电压表示数将变大,故B不符合题意;C、若电阻R2短路,电路为R1的简单电路,电路中电阻变小,电流变大,即电流表示数变大,此时电压表测电源电压(电压表示数变大),所以两表的示数都变大,故C符合题意;D、若电阻R2断路,电阻R1、电压表、电流表都没有接入电路,则两表示数均为零,故D不符合题意。故选C。
【答案】C。
14. (2018?徐州)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,电流表和电压表的都有示数。如果某时刻电路出现故障,两表的示数都变大了,那么故障可能是(  )
A.电阻R1短路 B.电阻R1断路 C.电阻R2短路 D.电阻R2断路
【解析】由图可知,电阻R1、R2串联,电压表测量R1两端的电压,电流表测量电路中的电流;A、若电阻R1短路,则电阻R1两端的电压为零,即电压表示数变为零,由于电路中电阻变小,电流变大,即电流表示数变大,故A不符合题意;B、若电阻R1断路,电流表示数变为零,电压表与R2串联接入电路,此时电压表测电源电压,电压表示数将变大,故B不符合题意;C、若电阻R2短路,电路为R1的简单电路,电路中电阻变小,电流变大,即电流表示数变大,此时电压表测电源电压(电压表示数变大),所以两表的示数都变大,故C符合题意;D、若电阻R2断路,电阻R1、电压表、电流表都没有接入电路,则两表示数均为零,故D不符合题意。故选C。
【答案】C。
15. (2018?巴中)如图所示的电路,当开关S闭合时,L1、L2都能发光,一会儿后,L1亮、L2熄灭,电流表示数变大,则电路故障原因可能是(  )
A.L1短路 B.L2短路 C.L1断路 D.L2断路
【解析】A、如果灯泡L1短路,则L1熄灭,L2亮,电流表示数变大,故A不符合题意;B、如果灯泡L2短路,则L2熄灭,L1亮,电流表示数变大,故B符合题意;CD、如果灯泡L1(或L2)断路,整个电路断路,则L1、L2电都熄灭,电流表示数为零,故C、D不符合题意;故选B。
【答案】B。
三、综合
16. (2018?梧州)小明和小华同学在“探究串联电路电压的规律”实验中,都设计了如图甲所示的电路。
(1)连接电路前,小明发现电压表指针如图乙所示,接下来他要对电压表进行的操作是________。 (2)小明根据图甲连接好电路,闭合开关后,发现电压表示数为零,若只有L1或L2中的一处发生故障,则故障可能是________(写出一种即可)。 (3)排除故障后,小明完成了实验,并把数据记录在下表中。
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1.4
1.4
2.8
分析实验数据得出两个实验结论:①串联电路两端的电压________各部分电路两端电压之和: ②串联电路中,各部分电路两端电压相等。 (4)实验结束后小明和小华互相交流,小华指出结论②是错误的,造成结论错误的原因是________,另外,小明的实验在设计方案上还存在另一个不足之处是________。 (5)小明和小华还进行了深入交流,为了节省时间,利用原来的电路图,在测L2两端的电压时,电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并把接线改接到C接点上,这个方法________(选填“能”或“不能”)测出L2两端的电压,理由是________。
【解析】(1)由图知,连接电路前,在检查实验器材时发现电压表指针没有指在零刻度线上,则应对电压表进行调零,使指针指在零刻度线上;(2)由电路图知,两灯泡串联,电压表测灯泡L1两端的电压;闭合开关S后,电压表示数为零,且只有L1或L2中的一处发生故障;若灯L1、L2均不亮,说明电路发生断路,而电压表没有示数,说明电压表的两端不能与电源连通,则是L2断路;若L2亮、L1不亮,而电压表没有示数,则可能是灯L1短路;(3)由表中实验数据可知,串联电路的总电压等于各部分电路电压之和。(4)由实验数据可知,各部分电路两端电压相等,该结论是错误的,造成结论错误的原因是选用了规格相同的灯泡做实验;由实验数据可知,只测出了一组实验数据,实验次数太少,得出的实验结论具有偶然性和片面性,为得出普遍结论,应改变灯泡的规格进行多次实验或改变电源电压进行多次实验;(5)为了节省时间,利用原来的电路图,在测L2两端的电压时,电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并把接线改接到C接点上,这样做不能测出L2两端的电压,因为根据电路图分析可以看出,直接改接一端连线,会造成电压表的正负接线柱接反了; 【答案】(1)对电压表进行调零;(2)L2断路(或L1短路);(3)等于;(4)选用相同规格的灯泡做实验;只测出了一组实验数据,实验次数太少,得出的实验结论具有偶然性和片面性;(5)不能;电压表的正负接线柱接反了。
17. (2018?六盘水)李瑞同学在参加六盘水市物理实验技能大赛时,对串联电路电压规律进行了探究。
【猜想与假设】串联电路总电压等于各用电器两端电压之和。 【设计与进行实验】 ①按图所示的电路图连接电路; ②闭合开关,用电压表测出L1两端的电压; ③在测L2两端的电压时,李瑞同学为了节省时间,采用以下方法:电压表所接的B点不动,只断开A点,并改接到C点上; ④测出AC间的电压。 (1)在拆接电路时,开关必须________; (2)李瑞同学用上面的方法能否测出L2两端的电压?________,为什么?________;
UAB/V
UBC/V
UAC/V
2.4
1.4
3.75
(3)方法改进后,实验数据记录如上表,李瑞同学分析后得出结论:串联电路总电压不等于各用电器两端的电压之和;他的结论与猜想是否相符________;这个实验在设计方案上还存在的不足之处是________________(写出一条)。
【解析】(1)在拆接电路时,开关必须断开;(2)当电压表B点不动,只断开A点,并改接到C点上时,虽然电压表此时与L2并联,但电压表的正负接线柱却是反的,闭合开关后,指针会反向偏转,所以不能测出L2两端的电压;(3)由表中数据可知:UAB+UBC=3.8V,这与UAC间电压不相等,所以他的结论与猜想不相符。 不足之处是:他只做了一次实验,而没有进行多次测量,只凭一组实验数据得出结论带有偶然性,不能得出正确规律。
【答案】(1)断开;(2)电压表正负接线柱接反了;(3)他只做了一次实验,而没有进行多次测量,只凭一组实验数据得出结论带有偶然性,不能得出正确规律
18. (2018?湘潭)用图1所示的电路来“探究电流与电压的关系”。
(1)根据图1,将图中的器材连接成完整电路。(电源电压为3V,R1的规格为“20Ω1A”,R的阻值约为10Ω。)
次数
U/V
I/A
1
1.0
0.1
2
1.2
0.12
3
1.8
0.18
4
2.0
5
2.4
0.24
(2)连接好电路后,开关闭合前,应将滑片移至滑动变阻器的________(选填“a”或“b”) 端。闭合开关,缓慢移动滑片的位置,发现电压表有示数且始终为3V,电流表示数始终为零。可能是定值电阻R处发生了________(选填“断路”或“短路”)故障。 (3)排除故障后,改变滑片位置,记录数据,如表一所示。第4次实验时,电流表示数如图2所示,为________A。 (4)分析数据可得:当电阻不变时,电阻中的电流与它两端的电压成________。该电阻的阻值为________Ω。 (5)继续用图1电路来“探究电流与电阻的关系”。先用10Ω的定值电阻进行实验,移动滑片,使电压表示数为2.0V,记录电流表的示数;保持滑片的位置不变,断开开关,用20Ω的定值电阻替换10Ω的定值电阻;闭合开关,发现电压表的示数________(选填“大于”或“小于”)2.0V,应将滑片向________(选填“a”或“b”)端移动,直至电压表示数为2.0V。
【解析】(1)变阻器按一上一下接入电路中与电阻串联,电源电压为3V,电压表选用小量程与灯并联,如下所示:
(2)连接好电路后,开关闭合前,应将滑片移至滑动变阻器的阻值最大处的b端; 若电阻R短路,电压表示数为0,电路为通路,电流表有示数,不符合题意;若R断路,电流表没有示数,电压表串联在电路中测电源电压有示数,符合题意,故闭合开关,缓慢移动滑片的位置,发现电压表有示数且始终为3V,电流表示数始终为零。可能是定值电阻R处发生了断路故障。(3)排除故障后,改变滑片位置,记录数据,如表一所示。第4次实验时,电流表示数如图2所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.18A。(4)由表中数据知,电压与电流之比为:,为一定值,故得出,当电阻不变时,电阻中的电流与它两端的电压成正比。该电阻的阻值为10Ω。(5)根据串联分压原理可知,将定值电阻由10Ω改接成20Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大,发现电压表的示数大于2.0V;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分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向b端移动,使电压表的示数为2V。 【答案】(1)如上;(2)b;断路;(3)0.18;(4)正比;10;(5)大于;b。
19. (2018?宁夏)如图所示,小明进行“伏安法测量电阻”的实验: (1)请帮助小明根据电路图甲将实物电路乙连接完整(导线不能交叉)
(2)电路连接好后,当小明准备闭合开关开始实验时,滑动变阻器的滑片应该滑到________(选填“A”或“B”)端。 (3)小明闭合开关,并调节滑动变阻器,发现电流表没有示数,但电压表有示数且无变化,则电路原因可能是________。 (4)小明排除故障后,调节滑动变阻器,当电压表读数为2.6V时,电流表的示数如图丙所示,则该定值电阻的阻值是________。 (5)小明还想探究电流与电阻的关系,请你帮助小明设计数据记录表格。
【解析】(1)将电压表与电阻并联,由图知,电源由两节干电池组成,电压为3V,因此电压表应选0~3V量程;电流表与电阻串联,滑动变阻器已接了下面一个接线柱,应再接上面一个接线柱,如图所示:
(2)为了保护电路,电路连接好后,当小明准备闭合开关开始实验时,滑动变阻器的滑片应该滑到最大值B端;(3)电流表无示数,可能是电路某处断路,电压表有示数,说明电压表两接线柱到电源间是通路,所以可能是与电压表并联的电阻Rx断路了;(4)当电压表读数为2.6V时,由图乙所示电流表可知,其量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.26A;所以定值电阻的阻值:; (5)探究电流与电阻的关系时,要保证导体两端电压不变,改变电阻,测出使用不同电阻时通过的电流,再分析数据,所以设计记录数据的表格如下:
物理量 实验次数
电压(U/V)
电阻(R/Ω)
电流(I/A)
1
2
3
【答案】(1)见上图;(2)B;(3)电阻Rx断路;(4)10Ω;(5)见上表格。
20. (2018?莱芜)小华在做“测量小灯泡电功率”的实验中,实验室有如下器材:电源(电压恒为6V),小灯泡L(额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω),电流表、电压表、开关、规格分别为“10Ω1A”的滑动变阻器R1和“50Ω0.5A”的滑动变阻器R2各一个,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,帮小华同学将图甲中的电路连接完整; (2)为了顺利完成实验,小华应选用规格为________(选填“R1”或“R2”)的滑动变阻器; (3)连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,原因可能是________; (4)排除故障后,移动滑动变阻器滑片P的位置,获得多组对应的电压值和电流值,绘制小灯泡U-I图象如图乙所示,小灯泡的额定功率为________W.分析乙中图象发现小灯泡电阻是变化的,影响其变化的主要原因是________; (5)小华打算增加一个阻值为15Ω的定值电阻R0,只利用一只电表,通过操作图中单刀双掷开关(单刀双掷开关分别接“a”、“b”各一次)测量小灯泡的额定电功率,图丙、图丁是他设计的两种不同方案的电路图,则以下判断正确的是________。 A.两种方案都能 B.两种方案都不能 C.丙方案能,丁方案不能 D.丙方案不能,丁方案能
【解析】(1)灯的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程与灯并联,灯丝电阻约为10Ω,欧姆定律,灯泡正常发光时电路中电流约为:,所以电流表要选用小量程与灯串联,如下所示:
(2)灯泡正常发光时电路中电流的为0.25A,根据串联电路电流的特点,电路中电流处处相等,变阻器应分去的电压:U变=6V-2.5V=3.5V,由欧姆定律,变阻器的阻值至少为:,所以应选择滑动变阻器的规格为“50Ω 0.5A”;(3)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,电流表有示数,说明电路为通路,发现小灯泡始终不发光,电压表无示数,若电路只有一处故障,故障原因是灯泡(或电压表)短路了;(4)由图象可知,灯泡电压为2.5V时的电流为0.25A,所以灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.25A=0.625W;灯泡电阻是变化的,原因是受温度的影响;(5)图丙中,无论开关接a还是接b都无法得知小灯泡是否正常发光,此方案不能测定小灯泡的额定电功率;图丁中,R0、小灯泡、变阻器三者串联,S接a时,电压表测定值电阻的电压,当开关接b时测量灯和定值电阻的总电压,不能通过调节滑动变阻器使灯泡两端的电压为2.5V,所以此方案不能测出小灯的额定电功率,故选B。
【答案】(1)如上图所示;(2)R2;(3)灯泡(或电压表)短路 (4)0.625; 小灯泡的电阻受温度的影响;(5)B。
21. (2018?鄂尔多斯)在如图甲所示的“测量小灯泡电功率”的实验电路图中,小灯泡L的额定电压为2.5V,灯丝的电阻约为10Ω。
(1)根据图甲所示的电路图,请用笔画线代替导线,将图乙中的器材连接成完整的电路。 (2)连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数。若电路中只有一处故障,则电路故障可能是________。 (3)排除故障后,闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图丙所示,其示数为________V.为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向________(选填“A端”或“B端”)滑动。 (4)根据实验测量的数据,绘制出通过小灯泡的电流I随它两端电压U变化的图象,如图丁所示。分析可知: ①小灯泡的额定功率为________W ②小灯泡灯丝的电阻是变化的,主要是受________的影响。
【解析】(1)由题知,小灯泡L的额定电压为2.5V,灯丝的电阻约为10Ω,所以灯泡正常工作时的电流约为:,所以电流表应选择0-0.6A量程,并将其串联入电路中,实物图连接如图所示:
(2)连好电路闭合开关,电流表有示数,说明电路是通路,但灯泡不亮,电压表无示数,故障的原因可能是灯泡短路了;(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片,由图乙知,电压表使用0-3V量程,分度值为0.1V,其读数是2.7V;灯在额定电压下正常发光,为了测量小灯泡的额定功率,应减小灯泡两端的电压,由串联电路电压的规律,要增大变阻器分得的电压,根据串联分压原理,应增大变阻器连入电路中的电阻大小,应将滑动变阻器的滑片向A端移动;(4)由图丙可知:①该小灯泡正常发光时的电压为2.5V,对应的电流为0.2A,所以灯泡的额定功率为:P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;②小灯泡灯丝的电阻是变化的,主要是受温度变化的影响。
【答案】(1)见上图;(2)灯泡短路了;(3)2.7;A端;(4)0.5;温度。
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