第四期 分类集训14　欧姆定律 命题点5-8 专项突破 电路故障分析（11.22）

分类集训14欧姆定律命题点分类集训命题点5测量定值电阻的阻值(常规法)1.(2020陕西)(4分)如图甲是小明测量未知电阻R1阻值的实物图．第1题图(1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑到最____(选填“左”或“右”)端．(2)某次实验中，移动滑片使电压表示数为2.0V，此时电流表的指针位置如图乙所示，则电流表的示数为______A，本次测得R1的阻值为______Ω.(3)现有另一个未知电阻R2(阻值约为400Ω)，若仅将图甲中的R1替换为R2，其他器材和电路连接不变，则不能测出R2的值，其原因是实验中______表无法读数．命题点6测量定值电阻的阻值(特殊法))Ⅰ.缺电流表2.(2020大庆)(14分)在“伏安法测电阻的实验”中，电路如图甲所示，电源电压保持不变，闭合S，调节滑动变阻器，两电压表示数随电路中电流表示数变化的图像如图乙所示．eq\a\vs4\al()丙第2题图(1)为保证电路安全，在未闭合S之前滑动变阻器的滑片应处于_______(选填“a”或“b”)端．(2)根据U－I图像信息可知，图线________(选填“①”或“②”)是电压表的变化图像．(3)电源电压U＝______V，电阻R1＝______Ω，滑动变阻器连入电路的最大阻值为______Ω.(4)当图线①和②相交时，滑动变阻器消耗的功率为________W.(5)为了测量未知电阻Rx的阻值，小明又设计了如图丙所示的电路．电源电压保持不变，R0为定值电阻．实验步骤如下：闭合S、S1，断开S2，电压表读数为U1；闭合S、S2，断开S1，电压表读数为U2，则Rx＝________(用U1、U2、R0来表示)．Ⅱ.缺电压表3.(2020宜宾)(9分)小马同学利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值，阻值大约为5Ω.第3题图(1)请根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线，在图乙中完成实验电路的连接．(2)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于________(选填“A”或“B”)端．(3)实验过程中得到的部分数据如下表所示．第3次测量时，电流表的示数如图丙所示，请将读数填入表格中.实验序号123…电压U/V0.81.62.4…电流I/A0.160.32____…(4)在图丁中，把上表中的数据在I－U坐标系上描点并连线．丁戊第3题图(5)本实验所测得未知电阻的阻值为________Ω.(6)小马又设计了如图戊所示的另一个电路，也测出了Rx的阻值．图中电源(电压未知)，R0是滑动变阻器，R是电阻箱(可连续调节电阻值大小，且能读数的变阻器)，其调节范围0～999.9Ω，是电流表(刻度有些模糊)，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关．完成下列实验步骤中的填空：①先断开S、S1，将电阻箱R阻值调至最大；②将S拨向接点1，闭合S1，调节________(选填“R”或“R0”)，使电流表指针偏转到适当位置，标记电流表指针的位置；③然后将S拨向接点2，调节________(选填“R”或“R0”)，使电流表指针在________，记下电阻箱R的阻值；④多次重复上述过程，计算电阻箱R读数的________，此即为被测电阻Rx的阻值．命题点7测量小灯泡的阻值(常规法)4.(2020聊城)(6分)小明做“测量小灯泡的电阻”实验时，使用的小灯泡额定电压为2.5V，电源电压为3V．小明现已连接了部分电路，如图甲所示．第4题图(1)在已连接的电路中，有一不当之处是______________．(2)请用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整．(3)当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，电流大小为______A，小灯泡正常发光时的电阻为________Ω(电阻的计算结果保留一位小数)．(4)小明的实验记录和有关计算如下表所示．从表格设计看，小明计划把四次电阻的平均值作为小灯泡的电阻值，他认为这样可以减小误差，你认为小明的做法是________(选填“正确”或“错误”)的．从表中数据看，不同电压下小灯泡的电阻值不同，这是灯丝电阻受________影响导致的.实验序号电压U/V电流I/A电阻R/Ω电阻平均值/Ω12.522.10.268.131.70.247.141.30.216.2命题点8测量小灯泡的阻值(特殊法))Ⅰ.缺电流表5.(2020绥化)(8分)小飞要测量标有“2.5V”字样小灯泡的电阻，选取电压是6V的电源．(1)用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整．(要求滑动变阻器的滑片向右滑动时，小灯泡变亮，导线不允许交叉)第5题图(2)此实验的原理是________．闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到最________(选填“左”或“右”)端．(3)图乙中，小灯泡的U－I图像不是一条直线，原因是小灯泡的电阻随________的变化而变化，小灯泡的额定功率是________W.(4)小飞又取来阻值是600Ω的定值电阻R0、一个开关和阻值约5Ω的未知电阻Rx，用丙图所示的电路来测量Rx的阻值，小飞的实验方案如下：第5题图丙a．闭合S1，断开S2，读出电压表的示数是U1；b．闭合S1和S2，读出电压表的示数是U2.则电阻Rx＝________(用U1、U2和R0表示)；小飞的实验方案________(选填“能”或“不能”)准确测得电阻Rx的阻值，理由是__________________．Ⅱ.缺电压表6.(2020眉山)(6分)小亮做“测小灯泡电阻”的实验时，所用器材有电压为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线．第6题图(1)在图甲中请你用笔画线代替导线，将实验电路连接完整．(2)小亮连接电路时，刚接好最后一根线，就发现小灯泡发光了，产生这一现象的原因是_______________________________________________．(3)在改正(2)的错误后，在实验开始前应将滑动变阻器的滑片先调到甲图所示的最________(选填“左”或“右”)端．(4)小亮滑动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制了如图乙所示的U－I图像，根据图像提供的信息，小灯泡正常工作时的电阻约为________Ω.(5)完成上述实验后，小亮进一步思考，只用一只仪表结合已知最大阻值为R滑的滑动变阻器，在不超过2.5V恒定的电源电压下，不考虑温度对电阻的影响，能否测出小灯泡的阻值呢？于是他设计了两种情况的电路如图丙、丁所示．其步骤如下：A.在丙图中将滑动变阻器滑片滑到a端，记下电压表示数Ua，再滑到b端记下电压表示数Ub.B.小亮通过这两个数据和R滑可计算出灯泡电阻R灯1，其表达式为R灯1＝________．C.在丁图中将滑动变阻器滑片滑到a端，记下电流表示数Ia，再滑到b端记下电流表示数Ib.D.小亮通过这两个数据和R滑也可计算出灯泡的电阻R灯2，其表达式为R灯2＝________．专项突破五电路故障分析类型1根据现象判断故障1.(2020青海)如图所示，是探究串联电路中小灯泡两端的电压与电源两端电压关系的电路图．已知电源电压为4.5V，L1、L2为两个不同规格的小灯泡，当闭合开关S后两灯都不亮．用电压表进行测量时，测得AB两点之间的电压为零，BC两点之间的电压为4.5V．则下列判断中正确的是()第1题图A.灯泡L1的灯丝断了B.开关接触不良C.灯泡L2的灯丝断了D.灯泡L2被短路2.(2020凉山州)如图所示电路，开关闭合后由于电路中有一处发生故障，导致电压表示数变为零，则关于电路故障，以下判断正确的是()第2题图A.一定是灯泡L1断路B.一定是灯泡L2断路C.可能是灯泡L1短路D.可能是灯泡L2短路3.(2020菏泽)如图所示，闭合开关S后，灯泡L1和L2都发光，两电表均有示数．由于某个灯泡发生故障，两灯泡都熄灭，电流表示数为零，电压表示数比原来还大．以下对电路和电路故障的分析正确的是()第3题图A.灯泡L1和L2发光时，两灯并联B.电压表测的是灯泡L2的电压C.灯泡熄灭是由于灯泡L1开路D.灯泡熄灭是由于灯泡L2短路4.(2020襄阳)如图所示的电路中，闭合开关S，两个灯泡均不亮，电流表无示数，两个电压表的示数相等且等于电源电压．则电路故障可能是()第4题图A.L2短路B.L2断路C.L1短路D.L1断路5.(2019株洲)在图示电路中，开关闭合后，无论怎样移动滑片，小灯泡都不亮，电流表示数为零，电压表有示数且不变．图中除标有序号的四根导线外其他元件正常，则出现断路的导线一定是()第5题图A.①B.②C.③D.④6.(2020巴中)如图所示，电源电压不变，闭合开关，两灯正常发光，电压表和电流表都有示数．一段时间之后，一个电表示数变小，另一个不变，则故障可能是()A.L1开路B.L1短路C.L2开路D.L2短路第6题图7.(2019柳州)如图所示，A、B是两条闭合金属轨道(外轨B略大)，A、B间用很多绝缘小枕木连接并固定在绝缘水平面上，由电池通过轨道给电动玩具火车供电．在一次使用中发现，正在运行的火车在轨道上停止了．经检查，电源及从电源到轨道的连接都没有问题，那么故障最有可能是()第7题图A.火车轮子与轨道接触不好B.某条枕木松了，导致电流不能通过它C.轨道A出现一条细缝，不再是闭合的D.轨道A、B各出现一条细缝，不再是闭合的8.(2019成都A卷)如图所示电路，开关S闭合后，两灯均发光，电压表测的是灯________(选填“L1”或“L2”)两端电压．一段时间后，两灯均熄灭，但电压表有读数且示数较大，电流表无读数，则故障可能是________(选填“L1短路”“L1断路”或“L2断路”)．第8题图9.(2019盐城)小芳用铅笔芯制作如图所示的“模拟调光灯”．闭合开关后，左右移动回形针，小灯泡始终不亮．为检查电路故障，小芳将电压表接到A、B两点，测得电压为3.0V，则A、B间_______(选填“短路”或“断路”)，这种故障可能的情况是__________________、___________________________．第9题图10.(2019上海)在如图所示的电路中，已知电源电压为U0保持不变．闭合电键S，电路正常工作．一段时间后观察到有一电压表示数变大．在电路中正确串联一个电流表，电流表的示数为0.若电路中仅有一处故障，且只发生在电阻R1、R2上，请根据以上信息写出两电压表示数及相对应的故障．第10题图______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________类型2根据故障判断现象11.(2020内江)若将完好的电流表、电压表、小灯泡连接成如图所示的电路，各处接触良好．当开关S闭合后，会出现()第11题图A.电流表指针明显偏转B.小灯泡发光C.电压表指针明显偏转D.电池被烧坏12.(2019云南省卷)小明同学根据如图所示的电路图，测出了灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，如果将电压表和电流表的位置互换，则闭合开关后()第12题图A.两表都可能被烧坏B.两表都不会被烧坏C.电流表被烧坏D.灯泡会被烧坏13.(2019广州)小明按图甲所示电路图做实验，闭合开关，两表读数如图乙所示．L突然烧断，烧断后两表示数如图丙所示．定值电阻两端电压为U、流经定值电阻的电流为I，与L烧断前相比，烧断后()甲乙丙第13题图A.U变大、I变大B.U变大、I变小C.U不变、I变小D.U不变、I不变14.(2020上海)在如图所示的电路中，电源电压为U0保持不变，电阻R1、R2的阻值均为R0.闭合开关S，只有两个电表的指针发生偏转．若电路中仅有一处故障，且只发生在电阻R1、R2上，请根据以上信息，写出闭合开关S后电压表和电流表的示数及相对应的故障．第14题图______________________________________________________________________________________________________________________________________________分类集训14欧姆定律命题点分类集训1.(1)右(2)0.1612.5(3)电流【解析】(1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大处，即最右端；(2)由图甲可知，电流表选用的是0～0.6A量程，由图乙可知，电流表的分度值为0.02A，电流表的示数为0.16A；R1的阻值为R1＝eq\f(U1,I1)＝eq\f(2.0V,0.16A)＝12.5Ω；(3)由于电源由两节干电池串联组成，所以电源电压为3V，当用R2替换R1时，电路中的最大电流为Imax＝eq\f(U,R2)＝eq\f(3V,400Ω)＝0.0075A<0.02A，由于最大电流小于电流表的最小分度值，故无法从电流表上读取电流值，所以不能测出R2的值．2.(1)a(2)①(3)82060(4)0.8(5)eq\f(U1R0,U2－U1)【解析】(1)由图甲电路图可知，为保证电路安全，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应调到阻值最大的位置，即a端；(2)由图甲电路图可知，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，连入电路的总电阻变小，电路中电流变大，由U＝IR可知，定值电阻R1两端的电压变大，同时电源电压保持不变，R两端的电压就要变小；结合图乙可知，①是R1的U－I图像，即电压表示数变化的图像，②是R的U－I图像，即电压表示数变化的图像；(3)当滑动变阻器的滑片滑到最右端时，接入电路中的电阻为0时，只有R1连入电路，电路中的电流最大，电压表测电源的电压；由图像可知，电路中的最大电流Imax＝0.4A，电源电压U＝8V；由欧姆定律可得：R1＝eq\f(U,Imax)＝eq\f(8V,0.4A)＝20Ω；当滑动变阻器的滑片滑到最左端时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，由图像可知，电路中的电流Imin＝0.1A，滑动变阻器两端的电压U2＝6V，根据欧姆定律可得，滑动变阻器的最大阻值R＝eq\f(U2,Imin)＝eq\f(6V,0.1A)＝60Ω；(4)当两图像相交时，由图像可知，电路中的电流I′＝0.2A，滑动变阻器两端的电压U2′＝4V，则滑动变阻器消耗的功率为P＝U2′I′＝4V×0.2A＝0.8W;(5)由图丙可知，Rx与R0串联，当S、S1闭合，S2断开时，电压表测Rx两端的电压为U1；当S、S2闭合，S1断开时，电压表测电源两端的电压为U2；则电路中的电流为：Ix＝I0＝eq\f(U0,R0)＝eq\f(U2－U1,R0)，由I＝eq\f(U,R)可得，Rx＝eq\f(Ux,Ix)＝eq\f(U1,\f(U2－U1,R0))＝eq\f(U1R0,U2－U1).3.(1)如答图甲所示（2）B(3)0.48(4)如答图乙所示(5)5(6)②R0③R同一位置④平均值甲乙第3题图【解析】(1)电压表要和待测电阻并联，滑动变阻器要串联在电路中，根据电路图可知，滑片向B端滑动时电阻变大，因此滑动变阻器要接左下端，即A点；图中电流表接入的量程是0～0.6A，定值电阻大约为5Ω，为保证电路安全，由欧姆定律可得定值电阻两端最大电压约为U＝IR＝0.6A×5Ω＝3V，所以电压表应接入的量程为0～3V，如答图甲所示；(2)开关闭合前，为了防止电路中电流过大烧坏电路元件，滑动变阻器的滑片要位于阻值最大处，即B端；(3)电流表接入的量程是0～0.6A，分度值是0.02A，故电流表的示数是0.48A；(4)根据表格中的数据描点，用光滑的曲线连接，如答图乙所示；(5)未知电阻的值阻为R1＝eq\f(U1,I1)＝eq\f(0.8V,0.16A)＝5Ω，R2＝eq\f(U2,I2)＝eq\f(1.6V,0.32A)＝5Ω，R3＝eq\f(U3,I3)＝eq\f(2.4V,0.48A)＝5Ω，R＝eq\f(R1＋R2＋R3,3)＝eq\f(5Ω＋5Ω＋5Ω,3)＝5Ω，即未知电阻的阻值为5Ω；(6)②S接点1，调节滑动变阻器R0，使电流表指针偏转到适当位置，标记电流表指针位置；③将S接点2，保持滑动变阻器滑片位置不变，调节R，使电流表指针指在同一位置，说明两次电路中电流相同，则Rx的电阻等于电阻箱R的电阻；④多次测量求平均值可以减小误差．4.(1)开关闭合(2)如答图所示(3)0.288.9(4)错误温度第4题答图【解析】(1)连接电路时，为了保护电路，开关要断开，图甲中开关是闭合的，是错误的；(2)电压表和灯泡并联，如答图所示；(3)电流表的示数如图乙所示，选择小量程，分度值是0.02A，电流大小为0.28A．灯泡正常发光时的电阻为R＝eq\f(U,I)＝eq\f(2.5V,0.28A)≈8.9Ω；(4)由表中数据可知，不同电压下小灯泡的电阻值不同，由于灯丝的电阻与温度有关，所以不能将四次电阻的平均值作为小灯泡的电阻值，小明的做法是错误的．5.(1)如答图所示(2)R＝eq\f(U,I)或I＝eq\f(U,R)或欧姆定律左(3)温度1(4)eq\f(U1R0,U2－U1)或eq\f(U1,U2－U1)R0不能Rx两端电压过小，小于电压表的分度值第5题答图【解析】(1)电路连接时，滑片向右移动小灯泡变亮，说明向右端移动时，电阻变小，因此变阻器的接线柱接在右下接线柱，如答图所示；(2)此实验原理是欧姆定律I＝eq\f(U,R)，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到阻值最大端即最左端，起到保护电路的作用；(3)题图乙中，灯泡的U－I图像不是一条直线，说明小灯泡的电阻是变化的，并且随温度的改变而改变，由题图乙可知，当电压为2.5V时，对应的额定电流为0.4A，则小灯泡的额定功率P＝UI＝2.5V×0.4A＝1W；(4)小飞为了测量Rx的阻值，设计了如题图丙所示的电路．a.闭合开关S1，断开开关S2，此时R0和Rx串联，电压表测量Rx两端电压为U1；b.闭合开关S1和S2，R0被短路，此时只有电阻Rx接入电路，电压表测量电源电压为U2，根据串联分压原理可得，eq\f(U1,U2－U1)＝eq\f(Rx,R0)，则Rx＝eq\f(U1R0,U2－U1)；根据题中给定电源电压为6V，R0电阻为600Ω，Rx电阻约为5Ω，根据欧姆定律及串联分压原理可知，Rx两端电压过小，小于电压表的分度值，无法读数，所以小飞的实验方案不能准确测得电阻Rx的阻值．6.(1)如答图所示(2)开关未断开(或开关闭合)(3)左(4)12.5(5)B.eq\f(Ub,Ua－Ub)R滑D.eq\f(Ib,Ia－Ib)R滑第6题答图【解析】(1)由于小灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表选用0～3V量程，电压表与小灯泡并联，如答图所示；(2)连接电路时，刚接好最后一根线，就发现小灯泡发光，产生这一现象的原因是开关未断开；(3)在实验开始前，滑动变阻器应置于阻值最大处，即最左端；(4)由图乙可知，当小灯泡正常发光时，通过小灯泡的额定电流为0.2A，则小灯泡正常发光时的电阻为R灯＝eq\f(U灯,I灯)＝eq\f(2.5V,0.2A)＝12.5Ω；(5)B.由图丙可知，当滑片P在a端时，电压表示数为Ua，说明电源电压为Ua，当滑片P在b端时，由于通过R0与滑动变阻器的电流相等，所以有eq\f(Ub,R灯1)＝eq\f(Ua－Ub,R滑)，解得R灯1＝eq\f(Ub,Ua－Ub)R滑；D.当滑片P在a端时，电源电压U＝R灯2Ia，当滑片P在b端时，电源电压U＝(R滑＋R灯2)Ib，由于电源电压不变，所以R灯2Ia＝(R滑＋R灯2)Ib，解得R灯2＝eq\f(Ib,Ia－Ib)R滑．专项突破五电路故障分析1.C【解析】若灯泡L1的灯丝断了，用电压表测量时，AB两点之间的电压应为4.5V，BC两点之间的电压为零，A错误；若开关接触不良，用电压表测量时，AB两点之间的电压和BC两点之间的电压均为零，B错误；若灯泡L2的灯丝断了，用电压表测量时，AB两点之间的电压应为零，BC两点之间的电压为4.5V，C正确；若灯泡L2被短路，闭合开关时灯泡L1会发光，用电压表测量时，AB两点之间的电压为4.