專項三電路故障分析

1．（2024·甘肅定西）在“探究電流與電阻的關系”的實驗中，小明使用阻值為

5、10、15、20、25的定值電阻各一個，電壓為6V的電源等器材進行探究。

（1）請用筆畫線代替導線將甲圖電路連接完整（要求：滑片P向右移動時電路中電流變大）；

（2）正確連接并規范操作后，閉合開關，兩電表均無示數。為了檢查電路故障，小華將電

壓表接在滑動變阻器兩端時無示數，接在開關兩端時有示數，則電路的故障是

（選填“A”、“B”或“C”）；

A．開關斷路B．滑動變阻器斷路C．定值電阻斷路

（3）圖乙是改正故障后根據測得的實驗數據繪制的電流I隨電阻R變化的圖像，由圖像可

知R兩端的電壓為V；當R的電阻由5更換為10時，閉合開關后，應該將滑

動變阻器的滑片P向端（選填“左”或“右”）滑動；要完成該實驗滑動變阻器的

最大阻值至少是Ω；由圖像得到實驗結論為：當一定時，導體中的

電流與導體的電阻成；

（4）同組的珊珊同學用未知電阻替換電阻R，移動變阻器的滑片P至某一位置，此時電壓

表示數為1.5V，如圖丙所示電流表示數為A，該電阻的阻值為。

【答案】（1）（2）A（3）2左50

電壓反比（4）0.35

【解析】（1）[1]滑動變阻器按一上一下的原則串聯在電路中，滑片P向右移動時電路中電

流變大，說明接入電路中的電阻變小，即右下方接線柱必須接入電路中，定值電阻與滑動變

阻器串聯連接，實物電路圖如圖所示：

（2）[2]正確連接并規范操作后，閉合開關，兩電表均無示數，說明電路斷路。將電壓表接

在滑動變阻器兩端時無示數，說明滑動變阻器之外斷路，接在開關兩端時有示數，說明電壓

表與電源之間是通路，故電路故障開關斷路。

故選A。

（3）[3]由圖象可知，當R=5Ω時，電路中的電流I=0.4A，定值電阻兩端的電壓

URIR0.4A5Ω2V

[4]當R的電阻由5Ω更換為10Ω時，電阻變大，分壓增多，電壓表示數增大，根據控制變量

法可知在探究電流與電阻的實驗中應控制電壓不變，即應保持電阻兩端的電壓不變，根據串

聯電路電壓的規律可知應增大滑動變阻器分得的電壓，由分壓原理，應增大滑動變阻器連入

電路中的電阻，所以滑片應向左端移動，使電壓表的示數為2V。

[5]因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，滑動變阻器兩端的電壓

U滑UUR6V2V4V

當定值電阻的阻值為25Ω時，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，此時電路中的電流

U2V

I'R0.08A

R'25Ω

此時滑動變阻器接入電路中的阻值

U滑4V

R滑50Ω

I'0.08A

??即滑動變阻器的阻值至少為50Ω；

[6][7]如圖丙的圖像所示，導體兩端電壓一定時，此時導體中的電流與導體的電阻的乘積是

一個定值，故當導體兩端電壓一定時，導體中的電流跟導體的電阻成反比。

（4）[8]由丙圖可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數為0.3A。

[9]未知電阻的阻值

Ux1.5V

Rx5Ω

Ix0.3

2．（2024·遼寧）某小組猜想電流與電壓和電阻有關，現要探究電流與電壓的關系。

（1）為探究電流與電壓的關系，實驗中應控制不變；

（2）該小組連接的部分電路如圖所示，請用筆畫線代替導線將電路補充完整（導線不能交

叉）；

（3）正確連接電路后，閉合開關前，滑動變阻器的滑片應調到最端；

（4）試觸時發現電壓表和電流表的指針均不偏轉。為查找故障，閉合開關，保持導線ab

的a端不動，將b端依次接到A、B和C接線柱，電壓表的指針均偏轉，電流表指針均不偏

轉。若電路中只有一處故障，則發生的故障是；

（5）排除故障后，閉合開關，通過移動的位置改變電阻兩端的電壓，測量電阻兩端

的電壓U和對應的電流I，記錄的實驗數據如下表所示；

數據序號12345

電壓U/V1.601.902.202.502.80

電流I/A0.160.190.220.250.28

分析表格中的數據，發現電壓與其對應電流的比值，從而得出結論：。

【答案】（1）電阻（2）

（3）右（4）滑動變阻器斷路（5）滑動變阻器滑片不變電阻一定時，

電流與電壓成正比

【解析】（1）[1]探究電流與電壓的關系時，根據控制變量法，需要控制電阻不變。

（2）[2]探究電流與電壓的關系的實驗，定值電阻與滑動變阻器要串聯，電壓表測定值電阻

兩端的電壓，所以連接如下圖所示：

（3）[3]正確連接電路后，閉合開關前，滑動變阻器的滑片要移到阻值最大的位置，由圖可

知，滑動變阻器的滑片要移動最右端。

（4）[4]閉合開關，保持導線ab的a端不動，將b端依次接到A，電壓表有示數；接到B，

電壓表有示數；接到C接線柱，電壓表有示數，據此可知開關、電流表是完好的；但是電

流表都沒有示數，說明電路為斷路，則故障可能為滑動變阻器斷路。

（5）[5][6][7]閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，改變定值電阻兩端的電壓，測出多組數據；

根據表格數據可知，發現電壓與其對應電流的比值為

1.60V1.90V2.20V2.50V2.80V

0.16A0.19A0.22A0.25A0.28A

即電壓與電流的比值不變；故可得出結論為：當電阻一定時，電流與電壓成正比。

3．（2024·黑龍江哈爾濱）小洋設計實驗探究“電功率跟電流、電壓的關系”。

（1）他設計圖甲所示電路圖探究“電功率與電流的關系”，實驗中選擇L1和L2兩只燈泡并

聯的目的是：；

（2）他想用圖乙器材“探究電功率與電壓的關系”。

①請你用筆畫線代替導線完成圖乙實物電路的連接；

②連好電路，閉合開關，發現L1不亮、L2亮、電壓表無示數，則故障原因可能是；

（3）前面實驗中用燈泡亮暗反映電功率大小，用到了轉換法。請你仿照方案一，再設計一

個比較電功率大小的方案二（填寫①②③④處的內容）。

方案一方案二

項目內容項目內容

能量轉化電能轉化為內能和光能能量轉化①

器材兩個阻值不同發光原理相同的小燈泡替代燈泡的器材（或器材組合）②

現象燈泡的亮暗不同現象③

判斷方法燈泡亮的比暗的功率大判斷方法④

【答案】（1）保持電壓不變（2）燈泡L1

短路（3）見解析見解析見解析見解析

【解析】（1）[1]探究“電功率與電流的關系”，保持電壓不變，改變電流，實驗中選擇L1和

L2兩只燈泡并聯是為了保持兩個燈泡兩端的電壓不變。

（2）①[2]探究電功率與電壓的關系，保持電流不變，改變電壓，兩個燈泡串聯，如圖所示：

②[3]連好電路，閉合開關，發現L1不亮、L2亮，說明電路是通路，電壓表無示數，可能燈

泡L1被短路。

（3）①[4]設計一個能量轉化為電能轉化為機械能。

②[5]兩個不同的電動機、鉤碼。

③[6]相同時間，吊起鉤碼相同的高度，吊起鉤碼的質量不同。

④[7]電動機吊起鉤碼質量大的功率大。

4．（2024·寧夏）某同學利用如圖甲所示的電路探究“電流與電阻的關系”，電源電壓恒為3V；

（1）請用筆畫線代替導線，將圖甲電路補充完整；

（2）閉合開關后，觀察到電流表有示數，電壓表無示數；則故障可能是；

（3）排除故障后，繼續實驗，測量并記錄實驗數據，根據實驗數據畫出電流與電阻關系的

圖像如圖乙所示（實驗中各電路元件完好）；分析圖像可知實驗中控制定值電阻兩端電壓為

V不變，并發現Ω的定值電阻實驗數據是錯誤的；去除錯誤數據，分析剩余數

據得出的結論是：當導體兩端電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成；

（4）利用以上實驗器材，還可以完成的電學實驗是。（寫出一個即可）

【答案】（1）（2）電阻R短路（3）

215反比（4）探究電流與電壓的關系

【解析】（1）[1]探究“電流與電阻的關系”時，電壓表測量電阻兩端電壓，電壓表與電阻并聯，

由于電壓是兩節干電池，則電源電壓為3V，所以電壓表選0~3V量程，如下圖所示：

（2）[2]閉合開關后，觀察到電流表有示數，則電路是通路，電壓表無示數，則故障可能是

電阻被短路。

（3）[3]由乙圖可知，當電阻為5Ω時，通過電阻的電流為0.4A；當電阻為10Ω時，通過電

阻的電流為0.2A；當電阻為20Ω時，通過電阻的電流為0.1A；則有

U=0.4A×5Ω=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=2V

所以控制定值電阻兩端電壓為2V不變。

[4]由乙圖可知，當電阻為15Ω時，通過電阻的電流為0.16A，則電阻兩端電壓

U1=I1R1=0.16A×15Ω=2.4V

由于沒有控制15Ω電阻兩端電壓為2V，所以15Ω的定值電阻實驗數據是錯誤的。

[5]由乙圖可知，通過定值電阻的電流隨電阻的增大而減小，且通過電阻的電流與電阻的乘

積保持不變，所以當導體兩端電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比。

（4）[6]由于可以調節電路中的滑動變阻器的滑片位置，改變定值電阻兩端電壓，同時控制

電阻阻值不變，所以還可以完成的電學實驗是探究電流與電壓的關系。

5．（2024·青海）為測量小燈泡正常發光時的電阻，“飛天”興趣小組利用圖甲所示的實驗器

材進行了如下實驗（小燈泡額定電壓為2.5V）：

（1）用筆畫線代替導線將圖甲的實驗電路連接完整；

（2）閉合開關前，滑動變阻器滑片應滑到端（選填“A”或“B”）；閉合開關后發現小燈

泡不亮，電流表無示數，電壓表有示數，電路中出現的故障可能是小燈泡（選填“短

路”或“斷路”）；

（3）排除故障后，閉合開關，移動滑片，測量得出了如下數據：

實驗次數電壓U/V電流I/A電阻R/Ω

11.00.205.00

21.50.246.25

32.00.267.70

42.5

53.00.3010.00

當電壓表示數為2.5V時，電流示數如圖乙所示，示數是A，此時小燈泡的電阻值為

Ω（結果保留兩位小數）；

（4）根據實驗數據繪制了如圖丙所示小燈泡的I-U圖像，結合數據和圖像分析小燈泡的電

阻值發生變化的原因：。

【答案】（1）（2）B斷路

（3）0.288.93（4）燈泡的電阻隨溫度升高而變大

【解析】（1）[1]電流表應與燈泡串聯，由乙圖可知選用小量程，作圖如下：

（2）[2]閉合開關前，滑動變阻器滑片應滑到阻值最大處，即B端。

[3]閉合開關，發現小燈泡不亮，電流表無示數則說明可能是電路斷路，但電壓表有示數，

則說明電壓表兩端與電源相通，則可能是小燈泡斷路。

（3）[4][5]當電壓表示數為2.5V時，電流示數如圖乙所示，選用小量程，分度值為0.02A，

示數是0.28A，則此時小燈泡的電阻值為

U2.5V

R8.93

I0.28A

（4）[6]燈泡的電阻隨溫度升高而變大，是變化的。

6．（2024·四川廣元）“天和”學習小組在實驗室探究一個熱敏電阻阻值隨溫度變化的關系，

設計了如圖甲所示的電路圖，電源兩端電壓恒為12V，R0是定值電阻，R是熱敏電阻，電

流表的量程是0~0.6A，電壓表的量程是0~15V。

（1）同學們按電路圖連接實物后，閉合開關，發現電壓表示數接近電源電壓，電流表無示

數，則故障可能是熱敏電阻R處發生（選填“短路”或“斷路”）；

（2）排除故障后，閉合開關S，他們測量了該熱敏電阻不同溫度下的電阻值，并繪制成如

圖乙所示的圖像。由圖像可知，熱敏電阻的阻值R隨溫度t增大而；（選填“增大”“不

變”或“減小”）

（3）某次測量中，電壓表示數如圖丙所示，電流表示數為0.2A，則此時熱敏電阻R的溫度

為℃；

（4）探究過程中，熱敏電阻的溫度變化范圍為0~100℃，則電壓表示數的變化范圍

為。

【答案】（1）斷路（2）減小（3）20（4）6V～11V

【解析】（1）[1]在電路連接正確的情況下，閉合開關后，如果電壓表示數接近電源電壓，

而電流表無示數，這通常意味著電路中存在斷路。由于電壓表測量的是熱敏電阻R兩端的

電壓，且示數接近電源電壓，因此可以判斷斷路發生在熱敏電阻R處，即熱敏電阻R處發

生斷路。

（2）[2]觀察圖乙所示的圖像，我們可以看到隨著溫度的升高，熱敏電阻的阻值在逐漸減小。

因此，我們可以得出結論：熱敏電阻的阻值R隨溫度t的增大而減小。

（3）[3]在圖丙中，電壓表的示數為10V，電流表的示數為0.2A。由于熱敏電阻R與定值電

阻R0?是串聯的，根據串聯電路的電壓分配原則，我們可以得到定值電阻R0兩端的電壓為

U0=U?UR=12V?10V=2V然后，我們可以利用歐姆定律求出定值電阻R0?的阻值

U2V

R010Ω接著，我們可以求出此時熱敏電阻R的阻值

0I0.2A

U10V

RR50Ω最后，我們根據圖乙所示的圖像，可以找出對應阻值為50Ω時的溫度

I0.2A

為20℃。

（4）[4]當熱敏電阻的溫度為0℃時，為110Ω。此時，電路中的電流最小，定值電阻分擔的

電壓最小，電壓表的示數最大。根據歐姆定律和串聯電路的電壓分配原則，我們可以求出此

時電壓表的示數

Rmax110Ω

URmaxU12V11V當熱敏電阻的溫度為100℃時，為10Ω。此時，

RmaxR0110Ω10Ω

電路中的電流最大，電流最大為0.6A，未超過電流表量程，此時電壓表的示數為

UminI大Rmin0.6A10Ω6V所以，電壓表示數的變化范圍為6V～11V。

7．（2024·江蘇常州）小組同學探究“歐姆定律”．

（一）小明探究“電流與電壓的關系”．實驗器材為：3節干電池（每節電池的電壓恒為1.5V）、

開關S、定值電阻R0、電流表、電壓表、滑動變阻器Rx、導線。

（1）請在圖甲中以筆畫線代替導線完成電路連接，要求：電流表、電壓表均使用大量程（測

量時再選擇合適的量程），電壓表測量R0的電壓；

（2）閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片P移至A/B端；

（3）閉合開關S，發現電流表無示數、電壓表有示數，則電路故障可能是；

A．R0處發生短路B．R0處發生斷路

C．Rx處發生短路D．Rx處發生斷路

（4）排除電路故障，移動滑動變阻器的滑片P，測得多組數據．進行實驗④時，電壓表、

電流表的示數如圖乙所示，請將數據記錄在表格內；

實驗序號①②③④

U/V1.02.03.0

I/A0.20.40.6

（5）分析實驗數據，可得探究結論：；

（二）小華利用如圖甲所示的電路，附加數個阻值不同的定值電阻，探究“電流與電阻的關

系”，測得實驗數據如表格所示；

實驗序號①②③④

R/Ω5101520