【跟踪练习】
3. 如图所示，闭合开关S后，灯$\mathrm{L}_1$和$\mathrm{L}_2$均不亮。为了查找电路故障，小明将电流表依次并联在$a、b$，$b、c$，$c、d$两点间，发现电流表只有接在$c、d$两点间时有示数，且两灯发光。电路故障可能是()。

A.$\mathrm{L}_1$断路
B.$\mathrm{L}_2$断路
C.开关S断路
D.电源断路

3.C

【分析】首先明确电路为$\mathrm{L}_1$与$\mathrm{L}_2$串联，闭合开关后两灯均不亮，说明电路发生断路故障（串联电路中一处断路则整个电路无电流，用电器都不工作）。当电流表并联在某两点间时，相当于将该两点间的电路短路，若电流表有示数且灯发光，说明该两点间原本是断路状态，电流表接入后使电路连通。根据题目，电流表仅接在$c、d$间时有示数且两灯发光，说明$c、d$两点间断路，对应电路中的开关$\mathrm{S}$位置，由此判断故障。
【解析】电路中$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$串联，闭合开关两灯不亮，确定为断路故障。逐一分析选项：
1. 若$\mathrm{L}_1$断路，电流表接$a、b$间时，会接通$\mathrm{L}_1$所在电路，两灯应发光，与题意不符，排除A；
2. 若$\mathrm{L}_2$断路，电流表接$b、c$间时，会接通$\mathrm{L}_2$所在电路，两灯应发光，与题意不符，排除B；
3. 若开关$\mathrm{S}$断路，电流表接$c、d$间时，相当于连通开关，电路形成通路，两灯发光，符合题意；
4. 若电源断路，电流表接任意两点都不会有示数，两灯也不发光，排除D。
因此故障为开关$\mathrm{S}$断路。
【答案】C
【知识点】串联电路故障分析、电流表的使用
【点评】本题考查串联电路断路故障的判断，利用电流表检测故障的核心是：电流表并联在断路处时会使电路导通，用电器工作，需结合电路结构逐一分析。
【难度系数】0.5

【典型例题4】小宁同学按图示电路图连接电路，完成探究串联电路中各处电流的关系的实验。

(1)在连接电路时，开关应处于状态。
(2)闭合开关前，发现电流表的指针指在零刻度线的左侧，接下来的操作应是。
(3)闭合开关S后，发现L₁发光，L₂不发光，发生此现象的原因可能是L₂（选填“短路”或“断路”）。
(4)排除故障后，小宁将电流表分别接到A、B、C三处，将实验数据记录在表中，马上总结出实验结论，同组同学觉得就这样得出结论有问题，他们应该后再得出结论。

思路导引 (1)为保护电路，连接电路时，开关应处于断开状态。(2)闭合开关前，发现电流表的指针指在零刻度线的左侧，接下来的操作应是对电流表进行调零。(3)两灯泡串联在电路中，闭合开关S，L₁发光，说明电路为通路，无断路故障，而L₂不发光，由此可知故障的原因可能是L₂短路了。(4)只进行一次实验，数据具有偶然性，要得出具有普遍性的实验结论，应换用不同规格的灯泡进行多次实验，测量多次实验数据，寻找普遍规律。
答案 (1)断开 (2)对电流表进行调零 (3)短路 (4)换用不同规格的灯泡进行多次实验

解：
(1) 断开
(2) 对电流表进行调零
(3) 短路
(4) 换用不同规格的灯泡进行多次实验

【分析】
本题围绕探究串联电路中各处电流的关系实验展开，需结合电学实验基本操作、电流表使用规则、串联电路特点及实验结论的普遍性要求分析：
(1)连接电路时，为避免短路损坏元件，需保证电路处于断开状态；
(2)电流表使用前需确认指针是否指零，指针偏左需进行调零操作；
(3)串联电路中，某用电器断路会导致整个电路不通，结合L₁发光可判断故障类型；
(4)一次实验数据具有偶然性，需多次实验使结论具备普遍性。
【解析】
(1)连接电路时，为防止电路连接过程中出现短路损坏元件，开关应处于断开状态；
(2)电流表使用前，若指针未指在零刻度线，需对电流表进行调零操作，确保测量结果准确；
(3)两灯串联，闭合开关后L₁发光说明电路为通路，若L₂断路则L₁也不会发光，因此L₂不发光的原因是短路；
(4)仅通过一次实验得出的结论具有偶然性，为使结论具有普遍性，应换用不同规格的灯泡进行多次实验，再总结实验结论。
【答案】
(1)断开 (2)对电流表进行调零 (3)短路 (4)换用不同规格的灯泡进行多次实验
【知识点】
串联电路电流规律、电流表的使用、电路故障分析
【点评】
本题是初中电学核心实验题，考查实验基本操作、仪器使用、故障分析及实验设计的严谨性，注重基础知识点的应用，是学生需掌握的重点内容。
【难度系数】
0.3