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1、电学专题 4：故障分析、伏安法测电阻班级 姓名 一、电路故障问题电路故障分析是考查我们对电路、滑动变阻器、电流表、电压表特点等知识掌握情况的一类问题。常见的电路故障有断路、短路、元件连接错误、量程选择错误等。这里重点介绍断路与短路的判断。（一） 断路的分析判断。断路最显著的特征是电路中( )电流（电流表( )读数） ，且所有用电器( )工作（如灯不亮） ；部分电路电压表读数接近( )。如果发现这种情况，则电路的故障是发生了断路。例 1如图，电源电压为 6 伏。当开关 K 闭合后，相同的两只小灯泡发光，电压表示数为 3 伏。过了 2 分钟，两灯均熄灭，且电压表示数为 6 伏，经检查其中一只小灯泡
2、发生故障，请分析造成这种情况的原因是：_。解析：由图可知，两灯串联。电压表测 L2两端电压。两灯均不发光，而电压表示数等于电源电压，可判断出电路发生断路，电压表串联入电路中，因电压表电阻很大，所以分到了几乎全部的电压，电流极小，灯不亮。但是哪个灯“断”？因电压表有示数，可见电压表到电源两端线路完好，所以 L1完好，L 2断路。（二）短路的分析判断并联电路中，如果一个用电器短路或电源发生短路，则整个电路就短路了，后果是引起火灾、损坏电源，因而是绝对禁止的。串联电路短路也可能发生整个电路短路，那就是将导线直接接在了电源两端，其后果同样是引起火灾、损坏电源，因而也是绝对禁止的。较常见的时候局部短路，
3、一个用电器两端电压突然增大，或电路中的电流变大，或两个电灯中突然一个熄灭，另一个同时变亮。例 2在右图所示的电路中，电源电压不变。闭合开关 K 后，灯 L1、L 2都发光。一段时间后，其中一盏灯突然变亮，电压表示数变大，则产生这一现象的原因是（ ）A灯 L1断路 B灯 L1短路 C灯 L2断路 D灯 L2短路解析：如图，两灯串联，电压表测 L2两端电压。若一灯断路，根据串联电路特点，另一灯肯定不亮，不符合题意，所以排除 A、C。故障应为短路，“短”在何处？若是 L2短路（相当于导线） ，则电压表示数为 0，所以是 L1短路。选 B。【直面中考】在如图所示的电路中，电源电压不变。闭合开关 K 后
4、，灯L1、L 2都发光。一段时间后，其中一灯突然熄灭，而电流表、电压表的示数都不变，则产生这一现象的原因可能是（ ）A灯 L1短路 B灯 L2短路。 C灯 L1断路 D灯 L2断路。二、关于伏安法测电阻例 1如图所示为电流表、电压表测电阻的实物连接图。 （l）在框内画出该实验的电路图（2）在闭合开关前，应将滑动变阻器滑片滑到_端，这样做能对电路起_作用，在实验过程中，滑动变阻器的另一个作用是_ ；（3）在某次实验时，电流表和电压表示数如图所示，其电流表示数为_A，电压表示数为_V , 则该电阻的阻值为_。（4）如果测量阻值约10的电阻，设计并连接了如图所示电路，所使用的电源为两节干电池。请指出
5、电路设计和连接上存在的两个问题： ； 。例 2小红和小明在做“用电流表和电压表测电阻”的实验。(1)当小红完成电路连接后就准备闭合开关，同伴小明提醒还有一处不妥当，你知道小明提醒的是什么吗？(2)完成实验后，小红还准备探究“电阻并联时总电阻与各部分电阻的关系” 。取来一个10定值电阻和一个电阻箱 ( )。请你在下面的方框中为她设计一个实验电路图。(3)小红将数据填入表中，分析表中数据，得出： 。同伴小明发现：电阻并联时的总电阻比各部分电阻都要小，而且当R 远大于R 1时，。(4)我们知道电压表也是有电阻的，当它并联在电阻两端测电压时，对原电路会造成一定的影响如图所示，则电压表测出的电压值比真实
6、值要(大小)，当被测电阻阻值 时，电压表的测量值更接近真实值。【课堂练习】1.S 闭合后， 的读数为零， 的读数为 3v，已知表都完好，导 A V线接触良好，则可能是（ ）A. L1断路 B. L 1短路 C. L 2断路 D. L2短路2.如图所示，两盏相同的电灯在闭合开关后都能发光。过一会儿，两盏电灯突然都不亮了，且电压表和电流表的示数均变为零，此时电路发生的故障可能是（ ）A电灯 L1灯丝断了 B电灯 L2灯丝断了C电灯 L1短路 D电灯 L2短路3.如图是一位同学研究串联电路电流、电压特点的电路图。当闭合开关时，L1亮，L 2不亮，A 和 V 均有示数，故障的原因可能是( )。AL 1
7、短路 BL 2短路 CL 1断路 DL 2断路4.实验课上，同学们把两个相同规格的小灯泡连接在如图甲所示的电路中，闭合开关后，两灯发光。此时，一同学不小心把L1的玻璃外壳打破了，结果 L1熄灭，L 2却更亮了。这是为什么呢？他们提出猜想：猜想一：可能 L1处发生开路； 猜想二：可能 L1处发生短路（1）根据 （填“串联”或“并联” ）电路的特点。可知猜想一是不正确的。（2）针对猜想二，同学们找了一只电压表，分别并联在 L1，L 2两端，如图乙所示，假如猜想二成立，则两次读数有何特点？ 。 （3）实验发现两次电压表均有明显读数，且 L1两端电压比 L2两端电压小。说明猜想二也不正确你认为 L1熄
8、灭、L 2更亮的原因可能是 。AL 1电阻变大 BL 1电阻变小 CL 2电阻变小 5.如图甲是伏安法测电阻的实验器材，其中电池组电压为 6V，R x 的阻值约 10 左右。(1)老师提醒同学们，电压表选用 3V 的量程。那么，电流表应选用_ 的量程。这样做的优点是_；以免实验时间过长，因_而影响阻值。(2)将图中器材连接成测定 Rx 阻值的实验电路（要求滑片 P 处于最左端时，连入电路的阻值最大） 。(3)小明同学已将前两次实验的数据记入了表中，第 3 次实验的电表指示如图乙所示，请将读数填入表中，并完成表中的有关计算。(4)从记录表中看出，三次实验计算所得的电阻值不完全相同，其原因是_。6
9、.如图所示为用伏安法测电阻的电路图，电路中电流约为 0.4A，待测电阻为 10。（1）如图，用笔画线做导线，将题中实物图按电路图连线，开关在闭合前，图中的滑动变阻器的滑片应位于变阻器的_端（填 A 或 B）。（2）电压表应选_的量程，电流表应选_量程。（3）小名同学闭合开关，调节变阻器的滑片到某位置时，电压表和电流表的指示如图 22 所示，则电压表的读数是 V，电流表的读数是 A，被测电阻 Rx的阻值是 .（4）全 班 为 小 名 同 学 首 先 获 得 测 量 结 果 而 高 兴 。 小 名 准 备 整 理 实 验 器 材 结 束 实 验 。 你 认 为他的实验真的结束了吗？为了得到更可靠的
10、结果，你认为接下去他的具体操作应是 _ ；你提出这个建议的目的是： 。（5）某次实验过程中发现：闭合开关前电流表的示数为 0，电压表的示数为 6V，闭合开关后电流表指针向左偏转，电压表的示数仍为 6V，其原因是：_和_。（6）若实验中所用器材良好，但某同学在实验中发现电流表的指针几乎不动，而电压表的示数较大，则电路中发生故障的原因是_。 （7）若将待测电阻换成小灯泡，实验中测量电流、电压值后，通过计算得出三次小灯泡的电阻不相等，你认为可能的原因是 。7.小灯泡的电阻受温度影响较大，而电流的大小会影响电阻的温度，那么小灯泡的电阻大小与通过的电流有什么关系呢?小亮选择一个规格为“3.8V”的小灯泡
11、，按如下电路图连接电路进行测量，测量结果如下表。实验中电源电压保持 4.5V 不变。物理量实验次数电压(V)电流(V)电阻()1 2.0 0.20 10.02 2.5 0.24 10.43被测电阻 Rx请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整，要求导线不能交叉。(2)分析下表的实验数据，可以得出通过小灯泡的电流越大，其电阻就 ；(3)比较第 2 次与第 4 次实验，第 次实验小灯泡较亮；(4)实验室有三种规格的滑动变阻器：甲(15 1A)、乙(20 15A)、丙(30 1A)。分析小亮的实验，你认为小亮选择了 滑动变阻器(5)闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移动到_端（填“左”或“右” ） 。
12、(6)进行实验时，小玲闭合开关后发现电压表的示数接近4.5V，然后她反复移动滑动变阻器的滑片P，电压表的示数基本不变。由此可见，发生故障的原因可能是滑动变阻器_或者是灯泡_。8.某同学想用电流表、电压表测量一段电阻丝R的电阻，他已连接了部分电路，如图11甲所示，请你来完成下列步骤：(1)根据下面第(2)问，用笔画线代替导线，将实物电路画完整；(2)当电压表示数为36V时，电流表示数如图11乙所示，电阻丝的阻值R=_。该同学通过改变被测电阻两端的电压，共测得三组对应的电压值和电流值，最后算出电阻的平均值，这样做的目的是_。(3)不改变上面连好的电路，用它还可完成的实验有_(4)若将上面实验中的R
13、换成小灯泡，在多次测电阻的过程中，发现当电压表的示数增大时，电压表与电流表示数的比值将_。(5)若另一同学连接一电路后，发现：小灯泡逐渐变亮时，电压表的示数逐渐变小。造成这一现象的原因是 。9. 在“测量小灯泡的电阻”的实验中，电源电压为 3V，小灯泡的额定电压为 2.5V，阻值为 10 左右，滑动变阻器上标有“20 1A”字样。请你在图甲中用笔画线代替导线完成电路连接。开关闭合时，滑动变阻器的滑片P应移到_（选填“左”或“右” ）端。调节滑片P，使电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时通过的电流为_A，电阻为_。在完成以上实验后，小明进一步测量并描绘出小灯泡的电流随电压变化的曲线如右图所示，通过分析图像发现灯丝的电阻是变化的，这是因为导体的电阻随_的变化而变化。这种现象在生活中也有体现，例如家里的白炽灯在刚开灯的瞬间，灯丝_（选填“容易”或“不容易” ）烧断。【课后巩固与提高】1如图是某种握力计的原理图，其中弹簧上端和滑动变阻器滑片固定在一起， R0为保护电阻，握力大小A B
