1. 同学们利用如图甲所示电路,练习用滑动变阻器控制电阻器两端的电压.实验过程中遇到以下问题,请你帮助分析并解答.

(1)连接电路前,发现电压表指针偏转如图乙所示,出现这一现象的原因是;如果是闭合开关后出现图乙所示现象,可能的原因是.
(2)调整好器材,将滑动变阻器滑片移到电阻最大处,闭合开关,发现电压表指针的偏转情况如图丙所示,产生此现象的原因可能是.
(3)调整好器材,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现电流表指针偏转变化较小,如图丁所示,产生此现象的原因可能是.

(1) 电压表未调零；电压表正负接线柱接反
(2) 电压表所选测量范围太小(或电源电压太大或滑动变阻器最大电阻太小)
(3) 电流表所选测量范围太大

【分析】
本题为电学实验中电表故障的分析题，需结合电压表、电流表的使用规则及滑动变阻器的作用逐一分析：
1. 图乙中电压表指针反向偏转，连接电路前出现该现象，说明电表初始未调零；闭合开关后出现，是电流方向与电表要求相反，即正负接线柱接反。
2. 图丙中电压表指针超过所选量程的最大刻度，说明定值电阻两端电压超过量程，可能是量程选小、电源电压过大或滑动变阻器阻值太小导致。
3. 图丁中电流表指针偏转角度过小，说明相同电流下偏转不明显，是电流表所选量程太大导致。
【解析】
(1) 连接电路前，电压表需先调零，若未调零会出现指针未指在零刻度线处，图乙指针反向偏转，故原因是电压表未调零；闭合开关后，电流应从电压表正接线柱流入、负接线柱流出，若正负接线柱接反，指针会反向偏转，因此闭合开关后出现该现象的原因是电压表正负接线柱接反。
(2) 图丙中电压表选用0~3V量程，指针偏转超过该量程的最大刻度，说明定值电阻两端电压超过3V，产生此现象的原因可能是电压表所选测量范围太小，或电源电压太大，或滑动变阻器最大电阻太小，导致定值电阻两端电压过大。
(3) 图丁中电流表选用0~0.6A量程时，指针偏转角度很小，若电流表所选量程为0~3A，相同电流下指针偏转角度会更小，因此产生此现象的原因是电流表所选测量范围太大。
【答案】
(1) 电压表未调零；电压表正负接线柱接反
(2) 电压表所选测量范围太小(或电源电压太大或滑动变阻器最大电阻太小)
(3) 电流表所选测量范围太大
【知识点】
电压表使用；电流表使用；滑动变阻器应用
【点评】
本题考查电学实验中电表故障的分析，需熟练掌握电压表、电流表的使用规则，结合实验电路特点分析，注重实验操作细节的考查，属于基础实验题。
【难度系数】
0.5

2. 一题多变 如图,将一个完好的电压表并联在灯泡$\mathrm{L}_2$两端,闭合开关后发现只有一个灯泡发光且电压表无示数,则电路中的故障是 ()


A.灯泡$\mathrm{L}_1$断路
B.灯泡$\mathrm{L}_1$短路
C.灯泡$\mathrm{L}_2$断路
D.灯泡$\mathrm{L}_2$短路

D 【解析】由题可知,两个灯泡一个发光一个不发光,则电路没有发生断路,A、C错误;电压表并联在灯泡$\mathrm{L}_2$两端,闭合开关,电压表无示数,说明与电压表并联的用电器发生了短路,即灯泡$\mathrm{L}_2$短路.B错误,D正确.故选D.

【分析】首先明确电路为$\mathrm{L}_1$与$\mathrm{L}_2$串联，电压表测$\mathrm{L}_2$两端电压。题目中“只有一个灯泡发光”说明电路是通路，故障为短路，可先排除断路类选项；再结合电压表无示数，判断与电压表并联的$\mathrm{L}_2$发生短路，最终确定故障。
【解析】1. 电路结构：由题图可知，灯泡$\mathrm{L}_1$与$\mathrm{L}_2$串联，电压表并联在$\mathrm{L}_2$两端，测量$\mathrm{L}_2$的电压。2. 故障类型判断：闭合开关后只有一个灯泡发光，说明电路为通路，因此故障为短路；断路故障会导致整个电路无电流，两灯都不发光，故排除A（$\mathrm{L}_1$断路）、C（$\mathrm{L}_2$断路）选项。3. 结合电压表判断：电压表无示数，说明电压表两端无法获得电压，即与电压表并联的$\mathrm{L}_2$发生短路（若$\mathrm{L}_2$短路，电压表相当于接在导线上，示数为0，此时电路仍为通路，$\mathrm{L}_1$发光、$\mathrm{L}_2$不发光，符合题意；若$\mathrm{L}_1$短路，电压表会测量电源电压，有示数，不符合题意），因此故障是$\mathrm{L}_2$短路，选D。
【答案】D
【知识点】串联电路故障分析、电压表的使用
【点评】本题考查串联电路故障的判断，需结合电路通路特点和电压表的示数变化分析，是电学基础题型，需掌握短路、断路对电路的影响。
【难度系数】0.7

如图所示电路,闭合开关后,两灯正常发光,过了一段时间后两灯突然熄灭,且电流表无示数,电压表示数增大,则此时电路故障可能是 （）

变式题图


A.灯$\mathrm{L}_1$被短路
B.灯$\mathrm{L}_2$被短路
C.灯$\mathrm{L}_1$断路
D.灯$\mathrm{L}_2$断路

D

【分析】首先明确电路为L₁与L₂串联，电流表测电路电流，电压表测L₂两端电压。故障现象：两灯熄灭、电流表无示数→说明电路为断路（若短路，电路通路，电流表应有示数，灯至少一个发光）；电压表示数增大→说明电压表两端能接到电源两极，即电压表串联在电路中测电源电压。据此逐一分析选项。
【解析】1. 确定电路结构：L₁、L₂串联，电流表测串联电路电流，电压表测L₂两端电压。
2. 判断故障类型：两灯熄灭、电流表无示数，说明电路断路（短路时电路导通，电流表有示数，灯至少一个发光，排除短路故障）。
3. 分析选项：
A. L₁短路：电路仍导通，L₂发光，电流表有示数，不符合题意，排除；
B. L₂短路：电压表被短路，示数为0，不符合“电压表示数增大”，排除；
C. L₁断路：电压表所在支路断开，电压表示数为0，不符合题意，排除；
D. L₂断路：电路断开，电流表无示数，两灯熄灭；电压表通过L₁连接到电源两极，测电源电压，示数比原来测L₂的电压大，符合题意。
【答案】D
【知识点】串联电路故障分析、电流表与电压表的使用
【点评】本题考查串联电路断路故障的判断，需结合电流表、电压表的示数变化分析故障类型，是电路故障分析的典型基础题，要求学生掌握串联电路中断路时电表的变化规律。
【难度系数】0.5

3. 一题多变 小明连接的电路如图所示，当开关均闭合时，两灯泡都不亮；再断开开关$\mathrm{S}_3$，灯泡$\mathrm{L}_1$发光，则电路中存在的故障可能是 （）

A.$\mathrm{L}_1$断路
B.$\mathrm{L}_2$断路
C.$\mathrm{L}_1$短路
D.$\mathrm{L}_2$短路

变式 增加电流表、电压表
如图所示电路，电源电压保持不变，电流表和电压表均完好，闭合开关$\mathrm{S}$，灯泡$\mathrm{L}_1$发光、$\mathrm{L}_2$不发光，电压表、电流表$\mathrm{A}_1$有示数，电流表$\mathrm{A}_2$无示数，则电路故障可能是.

D 【解析】当开关均闭合时,两灯泡并联接入电路,断开开关$\mathrm{S}_3$,闭合开关$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_2$,此时小灯泡$\mathrm{L}_1$接入电路,小灯泡$\mathrm{L}_1$发光,说明当开关均闭合时$\mathrm{L}_2$短路,D正确.故选D.
变式 $\mathrm{L}_2$断路 【解析】由图可知,两灯泡并联,电流表$\mathrm{A_1}$测干路电流,电流表$\mathrm{A_2}$测通过$\mathrm{L}_2$的电流,电压表测电源电压.闭合开关S,灯泡$\mathrm{L}_1$发光、$\mathrm{L}_2$不发光,说明故障在$\mathrm{L}_2$,电压表有示数,说明电压表到电源两端的导线间没有断路,电流表$\mathrm{A_1}$有示数,且灯泡$\mathrm{L}_1$发光,说明灯泡$\mathrm{L}_1$到电源两端的电路正常,电流表$\mathrm{A_2}$无示数,说明故障可能为$\mathrm{L}_2$断路.

【分析】首先明确电路结构：当所有开关闭合时，灯泡$\mathrm{L}_1$和$\mathrm{L}_2$并联，开关$\mathrm{S}_1$在干路控制整个电路，$\mathrm{S}_2$控制$\mathrm{L}_1$支路，$\mathrm{S}_3$控制$\mathrm{L}_2$支路。接着分析现象：开关均闭合时两灯都不亮，说明电路存在故障；断开$\mathrm{S}_3$，闭合$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_2$时，仅$\mathrm{L}_1$发光，说明$\mathrm{L}_1$支路完好，故障在$\mathrm{L}_2$支路。最后逐一排查选项：若$\mathrm{L}_1$断路，断开$\mathrm{S}_3$后$\mathrm{L}_1$支路仍不通，$\mathrm{L}_1$不发光；若$\mathrm{L}_2$断路，开关均闭合时$\mathrm{L}_1$支路正常，$\mathrm{L}_1$应发光，与题设矛盾；若$\mathrm{L}_1$短路，开关均闭合时电源短路，断开$\mathrm{S}_3$后$\mathrm{L}_1$仍短路，不会发光；若$\mathrm{L}_2$短路，开关均闭合时电源短路，两灯不亮，断开$\mathrm{S}_3$后$\mathrm{L}_2$短路支路断开，$\mathrm{L}_1$通路发光，符合题意。
【解析】1. 确定电路连接：开关$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_2$、$\mathrm{S}_3$均闭合时，$\mathrm{L}_1$与$\mathrm{L}_2$并联，$\mathrm{S}_1$在干路，$\mathrm{S}_2$控制$\mathrm{L}_1$，$\mathrm{S}_3$控制$\mathrm{L}_2$。2. 锁定故障范围：开关均闭合时两灯不亮，断开$\mathrm{S}_3$后$\mathrm{L}_1$发光，说明$\mathrm{L}_1$支路正常，故障在$\mathrm{L}_2$支路。3. 选项分析：A选项$\mathrm{L}_1$断路，断开$\mathrm{S}_3$后$\mathrm{L}_1$支路仍断路，$\mathrm{L}_1$不发光，错误；B选项$\mathrm{L}_2$断路，开关均闭合时$\mathrm{L}_1$支路正常，$\mathrm{L}_1$应发光，错误；C选项$\mathrm{L}_1$短路，开关均闭合时电源短路，断开$\mathrm{S}_3$后$\mathrm{L}_1$仍短路，$\mathrm{L}_1$不发光，错误；D选项$\mathrm{L}_2$短路，开关均闭合时电源短路，两灯不亮，断开$\mathrm{S}_3$后$\mathrm{L}_2$短路支路断开，$\mathrm{L}_1$通路发光，正确。
【答案】D
【知识点】并联电路、电路故障分析
【点评】本题结合并联电路特点考查电路故障判断，需先明确开关控制的支路，再根据开关通断后的现象推导故障，是初中电学常见题型。
【难度系数】0.5

4. ✅一题多设问 物理实验小组在探究电路电流、电压规律的实验中,设计的电路如图所示.请回答下列问题.(已知电表和导线均完好)

(1)闭合开关后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡都不亮,电流表有示数,电压表无示数,则电路故障原因是小灯泡.
(2)闭合开关后,小灯泡不亮,电压表示数较大,电流表无示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数几乎不变,则电路故障原因是.
(3)闭合开关后,小灯泡几乎不亮,电流表和电压表示数都很小,调节滑动变阻器的滑片,发现两电表示数、小灯泡亮度均不变,则电路故障原因是.
(4)闭合开关后,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡都较亮且亮度不变,电流表与电压表均有较大示数且不变,则故障原因可能是.

(1)短路
(2)小灯泡断路
(3)滑动变阻器下面两个接线柱同时接入电路
(4)滑动变阻器短路(或滑动变阻器上面两接线柱同时接入电路)
【解析】(1)~(3)略;(4)闭合开关后,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡都较亮,电流表与电压表均有较大示数,说明通过电路的电流较大,电路的总电阻较小,小灯泡亮度、电流表与电压表示数均不变,说明移动滑动变阻器的滑片不能改变电路中的电流和电压,即电路中的故障可能是滑动变阻器短路或滑动变阻器上面两接线柱同时接入电路.

【分析】
首先明确电路结构：小灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电路电流，电压表测小灯泡两端电压。电路故障分为短路和断路，需结合电流表、电压表的示数变化判断故障：电流表有示数说明电路通路，无示数说明电路断路；电压表有示数说明电压表两端与电源连通，无示数说明电压表并联部分短路或未接入通路。
【解析】
(1) 电流表有示数，说明电路是通路；电压表无示数，说明电压表并联的小灯泡两端短路，此时小灯泡相当于导线，无电压，电路导通，电流表有示数，小灯泡不发光，故故障为小灯泡短路。
(2) 电流表无示数，说明电路断路；电压表示数较大，说明电压表两端能连通到电源两极，断路位置在电压表并联的小灯泡处，即小灯泡断路，此时电压表串联在电路中测电源电压，电流表几乎无电流，小灯泡不亮。
(3) 电流表和电压表示数都很小，说明电路总电阻大、电流小；调节滑片，电表示数和亮度不变，说明滑动变阻器接入电阻不变，即滑动变阻器下面两个接线柱同时接入电路，此时滑动变阻器相当于定值最大电阻，总电阻大，电流小，滑片移动不改变电阻，故示数不变。
(4) 小灯泡较亮说明电路电流大、总电阻小；滑片移动时亮度、电表示数不变，说明滑动变阻器接入电阻不变且很小，故障可能是滑动变阻器短路（电阻为0），或滑动变阻器上面两个接线柱同时接入电路（接入电阻几乎为0，相当于导线），此时滑动变阻器无法改变电阻，总电阻小，电流大，滑片移动不影响电路。
【答案】
(1)短路；(2)小灯泡断路；(3)滑动变阻器下面两个接线柱同时接入电路；(4)滑动变阻器短路（或滑动变阻器上面两接线柱同时接入电路）
【知识点】
电路故障分析、串联电路特点、滑动变阻器的使用
【点评】
本题是电学中电路故障分析的典型题型，结合电表的示数变化判断短路、断路故障，同时结合滑动变阻器的工作原理分析其故障，考查学生对电路的综合分析能力，是电学部分的重点考查内容。
【难度系数】
0.5