（八上）4.7 电路分析与应用（解析版）（导学案1）

skybamboo

知识点1　串联电路的特点
1．串联电路电流的特点：串联电路中各处电流均__相等__，即__I1＝I2＝I3＝…＝In__。
2．串联电路电压的特点：串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之__和__，即__U＝U1＋U2＋U3…＋Un__(串联电路有__分压__作用)。
3．串联电路电阻的特点
如图所示，设两个串联导体的电阻分别为R1和R2，总电阻为R，R1、R2两端的电压分别为U1和U2，串联部分两端的总电压为U，通过R1、R2的电流分别为I1、I2，由欧姆定律知：U＝IR，U1＝I1R1，U2＝I2R2。
从串联电路总电压与分段电压的关系知：
U＝U1＋U2，得IR＝I1R1＋I2R2，因串联电路中的电流处处相等，即I＝I1＝I2，故__R＝R1＋R2__。如果电路中有n个电阻串联，则可以推出：R串＝R1＋R2＋…＋Rn，即串联电路的总电阻等于各部分电阻之__和__。


知识点2　并联电路的特点
1．并联电路电流的特点
并联电路干路中的电流等于各支路的电流之__和__，即__I＝I1＋I2＋…＋In__，式中I表示干路的电流，I1、I2、…、In表示各支路的电流(并联电路有__分流__作用)。
并联电路各支路的电流大小不一定相同，但所有支路电流之和等于干路的电流。
2．并联电路电压的特点
在并联电路里，各支路两端的电压均__相等__，且__等于__干路上的电压，即__U＝U1＝U2＝…＝Un__，其中U1、U2、…、Un表示各支路两端的电压，U表示干路上的电压。
说明　串联电路中各部分电路两端的电压不一定相等，但电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。对于并联电路，用电器两端是分别相接，并且接入电路中的同一点，所以各个支路两端的电压必然相等。


3．并联电路电阻的特点
在并联电路中，设各支路的电阻为R1和R2，并联电路的总电阻为R。通过R1和R2的电流分别为I1和I2，并联电路的总电流为I(如图所示)。


一、单选题
1． 如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1为滑动变阻器，R2为定值电阻．闭合开关S后，在滑片从最左端向右移动到中间位置的过程中，下列说法正确的是（　　）


A．电流表的示数不变，电流表的示数变大
B．电压表的示数不变，电流表的示数变大
C．电压表的示数变小，电路的总功率变大
D．电压表的示数与电流表​的示数的比值变大
【答案】B
【解答】解：由图示电路图可知，两电阻并联，电流表A1测通过R1的电流，电流表A2测干路电流，电压表测电源两端电压；
当滑片P从最左端向右移动到中间位置过程中，滑动变阻器接入电路的阻值变小，通过滑动变阻器支路的电流增大，
干路电流变大，电流表A1与A2的示数都变大，在此过程中电源电压不变，电压表示数不变，故A错误，B正确；
电源电压U不变，电压表示数不变，干路电流I变大，由P=UI可知，电路总功率变大，故C错误；
电流表A1测通过R1的电流，电压表V与电流表A1示数比值等于滑动变阻器接入电路的阻值，当滑片P从最左端向右移动到中间位置过程中，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电压表V的示数与电流表A1的示数的比值变小，故D错误．故选B．
2．某品牌电饭锅有"高温烧煮"和"保温"两档模式，其内部电路原理如图所示。按下温控开关按钮，进入"高温烧煮"模式煮饭；当达到设定温度（饭煮熟）时，温控开关会自动弹起进入"保温"模式。该电饭锅处于"高温烧煮"模式时，以下判断正确的是（　　）


A．只有R1接入电路        B．只有R2接入电路电饭锅
C．R1与R2串联接入电路        D．R1与R2并联接入电路
【答案】A
【解答】根据电路图可知，当温控开关闭合后，会将电阻R2短路，此时电路中只有电阻R1，故A正确，而B、C、D错误。故选A。
3．如图所示的电路，闭合开关，小灯泡正常发光。若将小灯泡和电流表的位置互换，则闭合开关后的现象是(　　)  


A．小灯泡不发光，电压表没有示数
B．小灯泡不发光，电流表没有示数
C．小灯泡正常发光，电压表没有示数
D．小灯泡正常发光，电流表没有示数
【答案】C
【解答】小灯泡和电流表互换前后串联关系不变，那么总电阻不变，通过电路的电流大小不变，因此灯泡亮度不变，还是正常发光；因为电流表的内阻很小，所以它两端的电压很小，几乎为0，那么互换后电压表的示数几乎为0，故C正确，而A、B、D错误。故选C。
4．如图所示，开关闭合后，两灯不发光，发现电压表的示数接近电源电压，电流表几乎无示数，如果电路中只有一处故障，则故障是（　　）  


A．小灯泡L1短路        B．小灯泡L1断路
C．电流表短路        D．小灯泡L2断路
【答案】B
【解答】A.小灯泡L1短路时，电压表同时被短路，此时示数为零，故A不合题意；B.小灯泡L1断路时，电压表与灯泡L2串联。由于它的内阻很大，因此电流表的示数几乎为零。因为串联电路中电压与电阻成正比，所以电压表几乎分得全部电压，故B符合题意； C.电流表短路时，两个灯泡正常发光，与题意不符，故C不合题意；D.小灯泡L2断路时，灯泡L1正常发光，此时电流表的示数肯定不是零，故D不合题意。故选B。
5． 在图所示的电路中，电源电压保持不变，当电键S从断开到闭合时，电路中（　　）


A．电流表的示数变小，电压表的示数变小
B．电流表的示数变小，电压表的示数变大
C．电流表的示数不变，电压表的示数变小
D．电流表的示数不变，电压表的示数变大
【答案】A
【解答】解：由图S断开时，R1与R2串联，电压表测R1电压，电流表测电路中电流；S闭合后，R1被短接，只有R2接入电路．
由此，S闭合后，R1被短接后两端电压为0，通过的电流为0，所以电流表和电压表示数都变小．所以A正确，BCD错误．故选A．
6． 如图所示是小明研究并联电路电流特点的实物图，保持电源电压不变，先闭合开关S，再闭合开关S1，闭合S1后（　　）


A．甲表示数变大，乙表示数变大        B．甲表示数变小，乙表示数变小
C．甲表示数变大，乙表示数不变        D．甲表示数变小，乙表示数不变
【答案】C
【解答】解：由图示电路图可知，电流表甲测干路电流，电流表乙测支路电流，
闭合开关S，只有乙所在支路接入电路，两电流表串联在同一电路中，两电流表示数相同，
再闭合S1，两灯泡并联，电流表甲测干路电流，电流表甲示数变大，
电流表乙所在支路电压与电阻不变，该支路电流不变，电流表乙示数不变．故选C．
7．小明在研究并联电路电流特点时，根据如图所示电路图连接好电路，并闭合开关S和S1。当他再闭合开关S2时，电流表示数变化正确的是(电源电压不变)(　　)  


A．A1示数变大        B．A1示数变小        C．A示数变大        D．A示数变小
【答案】C
【解答】闭合开关S和S1时，只有电阻R1工作，此时电流表A和A1都测通过R1的电流I1，A2的示数为零；再闭合开关S2时，电阻R1和R2并联，A1仍然测量通过R1的电流I1，因此示数保持不变；电流表A测干路电流，根据I总=I1+I2可知，它的示数变大；A2测通过R2的电流，因此它的示数增大。故C正确，而A、B、D错误。故选C。
8．如图所示，闭合开关S1、S2，电路正常工作。现只将S2断开，则（　　）  


A．电流表示数减小，电压表示数不变
B．电流表示数增大，电压表示数不变
C．电流表示数减小，电压表示数减小
D．电流表示数增大，电压表示数增大
【答案】A
【解答】当开关S1和S2闭合时，R1与R2并联，电流表测干路电流，电压表测总电压。当S2断开时，只有R1自己工作，电流表只测通过R1的电流，则电流表的示数减小。由于电压表仍然测量电源电压，所以电压表的示数不变。故A正确，而B、C、D错误。故选A。
9． 如图是安装在潜水器上深度表的电路简图，显示器由电流表改装而成，压力传感器的电阻随压力的增大而减小，电源电压不变，R0是定值电阻，在潜水器下潜过程中，电路中有关物理量的变化情况是（　　）


A．通过显示器的电流减小        B．R0两端的电压增大
C．传感器两端的电压增大        D．电路的总功率减小
【答案】B
【解答】解：由电路图可知，两电阻串联，电流表显示器串联在电路中；
A、在潜水器下潜过程中，由p=ρgh可知，水的压强增大，压力传感器受到的压力F=pS增大、其电阻减小，电路中的总电阻减小，由I=<Object: word/embeddings/oleObject1.bin>可知，电路中的电流增大，即通过显示器的电流增大，故A错误；
B、由I=<Object: word/embeddings/oleObject2.bin>可知，R0两端电压U0=IR0，电流I增大，电阻阻值不变，则R0两端电压增大，故B正确；
C、串联电路中总电压等于各分电压之和，定值电阻R0两端电压增大，则传感器两端的电压减小，故C错误；
D、电源电压不变，电路电流增大，由P=UI可知，电路总功率增大，故D错误；故选B．
10．如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1=10Ω，R2=20Ω，R3的阻值不为零，当开关S1闭合，S2断开时，电压表的示数为8V；当开关S1、S2都闭合时，电压表的示数可能值为（　　）


A．8V        B．10V        C．12V        D．14V
【答案】B
【解答】（1）当开关S1闭合，S2断开时，电阻R1、R2、R3串联，电压表测量的是电阻R2两端的电压等于8V，此时电路中的电流为I= = =0.4A，则电阻R1两端的电压U1=IR1=0.4A×10Ω=4V，因为串联电路中总电压等于各串联部分两端电压之和，则电阻R3两端的电压U3=U﹣4V﹣8V=U﹣12V；（2）当开关S1、S2都闭合时，电阻R1被短路，电压表仍然测量的是电阻R2两端的电压，但是电路的总电阻减小，总电流增大，电压表的示数会增大，因此电压表示数会大于8V。但是电阻R3两端的电压U3也会增大，电源电压不变，原来U3=U﹣4V﹣8V=U﹣12V，而U3增大，所以R2两端的电压应小于12V，故此时电压表的示数会小于12V．综上分析，电压表的示数大于8V小于12V，故选项中只有10V符合要求．故选B．
11．闭合开关S，灯L亮，一段时间后灯熄灭，若电路中只有一处故障，且只发生在灯L或电阻R上。现将一只完好的电压表并联在灯L两端，则（　　）


A．若电压表无示数，则一定是R断路B．若电压表无示数，则一定是L短路
C．若电压表有示数，则一定是R短路D．若电压表有示数，则一定是L断路
【答案】D
【解答】根据图片可知，将电压表并联在灯泡L两端时，如果电压表有示数，那么说明电压表正负两个接线柱与电源正负极之间连接正常，则故障为灯泡L断路，故D正确，C错误；若电压表无示数，那么可能是灯泡L短路，或则定值电阻R断路，故A、B错误。故选D。
12．如图所示的实物电路，开关S1闭合，开关S2由闭合到断开时，以下分析错误的是（　　）


A．灯L1亮度将变暗        B．电路总功率变大
C．灯L1两端电压将变小        D．灯L2从熄灭到亮
【答案】B
【解答】当S1闭合，电路串联在电路中，S2闭合时L2中没有电流通过，当S2断开，L2相当于接入电路中；
A、当S2断开，L2相当于接入电路中，L1L2串联，电路电阻增大，电流减小，L1灯泡变暗，故A正确；
B、当S2断开，L2相当于接入电路中，电路的总电流减小，电源电压不变，因此总功率减小，故B错误；
C、当S2断开，L2相当于接入电路中，电路的总电流减小，L1电阻不变，根据U=IR，可知L1两端电压将变小，故C正确；
D、当S2断开，L2相当于接入电路，灯L2从熄灭到亮，故D正确。故选B
13．如图所示电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，将滑动变阻器从中间向右移动，下列说法正确的是（　　）


A．灯泡变亮，电流表示数变大，电压表示数变小
B．灯泡变亮，电流表示数变小，电压表示数不变
C．灯泡变暗，电流表示数变小，电压表示数变大
D．灯泡变暗，电流表示数变小，电压表示数不变
【答案】D
【解答】由图灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，电压表测电源电压，电源电压保持不变，电压表测电源电压，所以滑片移动电压表示数不变；滑片从中间向右移动，变阻器连入阻值变大，根据串联电路电阻特点，电路的总电阻变大，根据I=<Object: word/embeddings/oleObject3.bin>，电路中电流变小，所以电流表示数变小；根据P=I2R，灯泡电阻不变，电流变小，所以灯泡实际功率变小，灯泡暗．故ABC错误，D正确．故选D．
14．如图，L1电阻为5Ω，L2电阻为10Ω，电源电压为6V，则下列说法中正确的是(　　)


A．开关S闭合时，电压表示数为6V        B．开关S闭合时，电压表示数为2V
C．开关S断开时，电压表示数为6V        D．开关S断开时，电压表示数为2V
【答案】C
【解答】当开关闭合时，L1与L2串联，共同分担电源电压，根据分压原理可知，L1与L2的电压之比为1：2，所以L2两端的电压为4V，A、B错误；当开关S断开时，电压表测电源电压，电压表示数为6V，C正确，D错误。故选C
15．如图是电冰箱的简化电路图.图中M是电冰箱压缩机内的电动机，L是电冰箱内的照明灯.下列判断正确的是（　　）  


A．S1闭合、S2断开时，冰箱内的照明灯与电动机并联；
B．冰箱内温度降低到设定温度时，S1自动断开，电动机停止工作；
C．关上冰箱门时、S1自动断开，使得照明灯熄灭；
D．S1、S2都闭合时，照明灯与电动机串联.
【答案】B
【解答】A.开关S1闭合、S2断开时，照明灯不工作，只有电动机工作，故A错误；B.S1控制电动机，冰箱内温度降低到设定温度时，S1自动断开，电动机停止工作，故B正确；C.S2控制照明灯，故关上冰箱门时，S2自动断开，照明灯熄灭，故C错误；D.开关S1、S2都闭合时，照明灯L与电动机M并列连接在电源的两极之间，故是并联，故D错误。故选B。
16．如图所示电路，电源电压6V保持不变，定值电阻的阻值为10Ω，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，当开关闭合滑片由b端向a端移动过程中，以下说法正确的是（）


A．电压表的示数减少                   B．当滑片移到中点时，电压表示数为2V
C．当滑片移到a端时，电流表示数为0.2A D．电压表示数与电流表示数的比值不变
【答案】D
【解答】A、滑片由b端向a端移动滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据串联电路电压规律结合欧姆定律可知定值电阻两端的电压变大，所以A错误；
B、当滑片移到中点时，滑动变阻器接入电路的电阻为10Ω，根据串联电路电压规律结合欧姆定律可知定值电阻两端的电压为电源电压的一半，电压表示数为3V，故B错误．
C、当滑片移到a端时，滑动变阻器接入电路的电阻为0，根据欧姆定律可知I= ，电流表示数为0.6A，故C错误．
D、电压表示数与电流表示数的比值是定值电阻的阻值，导体的电阻不会改变，所以D正确．
故选D．
17．如图所示电路，闭合开关S时，灯泡L1、L2都不亮。若电路中的故障是灯L1断路，用一块电压表查找故障，闭合开关S，下列说法中正确的是（　　）


A．电压表接在b、c两点间，电压表示数接近电源电压
B．电压表接在a、b两点间，电压表示数高于电源电压
C．电压表接在c、d两点间，电压表示数为0V
D．电压表接在a、d两点间，电压表示数为0V
【答案】C
【解答】解：A、电压表接在b、c两点间时，电压表的负接线柱通过开关与电源负极相连，但电压表的正接线柱不能通过L1与电源正极相连，因此电压表示数为零；故A错误；
B、电压表接在a、b两点间时，电压表的负接线柱通过L2、开关与电源负极相连，但电压表的正接线柱电源正极相连，因此电压表示数接近电源电压；故B错误；
C、电压表接在c、d两点间时，电压表的负接线柱与电源负极相连，由于灯L1断路，所以电压表的正接线柱不能与电源正极相连，因此电压表示数为零；故C正确；
D、电压表接在a、d两点间时，电压表的正负接线柱与电源的正负极相连，故电压表示数接近电源电压，故D错误．故选C．

18． 如图所示的电路、闭合开关，发现灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数但未超出量程，则产生这一现象的原因可能是（　　）
A．灯泡短路        B．灯泡断路
C．滑动变阻器短路        D．滑动变阻器断路
【答案】A
【解答】解：根据电路图可知，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测量灯泡两端电压，电流表测量电路电流．
A、如果小灯泡发生短路，电流表有示数且较大，电压表示数为零，符合题意；
B、如果小灯泡发生了断路，则电路为断路，电流表示数为零，电压表测量电源电压，不符合题意；
C、如果滑动变阻器短路，电路中电流将会很大，电流表、电压表都有示数，不符合题意；
D、如果滑动变阻器断路，电流表、电压表都无示数，不符合题意．故选A．

19．如图所示的电路中，当滑动变阻器R的滑动片P从a端移到b端的过程中（　　）  
A．电压表V的示数先增大后减小，电流表A的示数增大
B．电压表V的示数先增大后减小，电流表A的示数减小
C．电压表V的示数先减小后增大，电流表A的示数增大
D．电压表V的示数先减小后增大，电流表A的示数减小
【答案】B
【解答】分析电路可得：R被分为Ra(Pa部分)、Rb(Pb部分)，Ra、Rb并联后与R1和R0串联。所以电路总电阻是:R1+R0+RaRb/(Ra+Rb)=R1+R0+RaRb/R，由于Ra+Rb=R（R为恒值），所以当Ra=Rb时RaRb的值最大，所以当Ra=Rb（P在中间位置）时总电阻最大。电压表测量的是R并和R0的电压：U=U总-IR1，当Ra=Rb时（P在中间位置）时总电阻最大，总电流最小，电压表计数U值最大。所以随着P从a点开始上升，电压表计数随着上升，当P点到达中点后继续上升时电压表计数随着下降，即 电压表V的示数先增大后减小 。电流表测量的是通过Ra部分电阻的电流，滑片P从a端移到中点的过程中，滑动变阻器两侧的并联总电阻先增大，所以干路电流先减小；滑片从a到变阻器中点的过程中，变阻器的电压增大，而Pb部分的电阻减小，通过Pb部分的电流增大，而干路电流减小，所以A表的示数减小。滑片从中点到b的过程中，变阻器的电压减小，而Pa部分的电阻增大，所以A表的示数减小。所以说整个过程中电流表A的示数一直在减小。选答案为：B
20．公共场所严禁吸烟。小明设计了一种简易烟雾报警控制器如图所示。电路中R为定值电阻，R为光敏电阻。其阻值随光照强度的增大而减小，烟雾增大到一定程度使电压表V的指针偏转到某区域时出发报警系统。以下做法能使控制器在烟雾较淡时就触发报警的是（　　）


A．V改接大量程        B．增大激光强度
C．减少R0阻值        D．减少电源电压
【答案】C
【解答】由电路图可知，R与R0串联，电压表测R两端的电压。因光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，所以，当烟雾增大时，光敏电阻的阻值增大，电路中的总电阻增大，由<Object: word/embeddings/oleObject4.bin> 可知，电路中的电流减小，由U=IR可知，R0两端的电压减小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以R两端的电压增大，即电压表的示数增大，要使控制器在烟雾较淡时就触发报警，就应在烟雾较淡时光敏电阻两端的电压达到报警系统触发的电压，即增大气敏电阻分得到的电压，A.电压表改接大量程时，不能改变气敏电阻两端的电压，故A错误；B.增大激光强度，光敏电阻的阻值变小，分得的电压变小，故B错误；C.减少R0阻值时，其分得的电压减小，光敏电阻分得的电压增大，故C正确；D.减小电源电压时，光敏电阻分得的电压也变小，故D错误。故选C。
二、填空题
21．如图所示，电源电压为3伏。闭合开关后，小灯泡L1、L2都不亮。小鹭同学用电压表检测后，得出L1断路的结论。其测量结果应该是：Uab＝伏，Ubc＝伏，Uac＝伏.


【答案】3；0；3
【解答】由题意可知，闭合开关后，小灯泡L1、L2都不亮，说明电路为断路；当电压表并联在断路部分的两端时（即并联在L1两端时），此时电压表串联在电路中，测的是电源电压，即Uab=3V；当电压表并联在L2两端时，整个电路断路，则Ubc=0V；当电压表并联在ac两点间时，测的仍为电源电压，则Uac=3V。故答案为：3；0；3。
22．如图所示,电源电压为U且保持不变，R1的电阻为20Ω，变阻器的最大阻值为30Ω，两电压表规格完全相同。


（1）闭合S，将变阻器的滑片向右调至中点，在此过程中电压表V2的示数将（选填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）当变阻器的滑片位于中点一段时间后，现察到电压表V1的示数突然变大，若故障发生在电阻R1、R2中，且同时仅有一个出现故障，则故障原因是。
【答案】（1）变小
（2））R1断路或R2短路
【解答】（1）定值电阻R1与变阻器R2串联。当变阻器的滑片向右调至中点时，变阻器R2的阻值变小，根据串联电路电压与电阻成正比的规律可知，电压表V2的示数肯定会变小。（2）当变阻器的滑片位于中点一段时间后，现察到电压表V1的示数突然变大，若故障发生在电阻R1、R2中，且同时仅有一个出现故障，则故障原因是：R1断路或R2短路。
23．一个标有“4V 2W”的小灯泡L连在如图电路中，当S1和S2都闭合时，R1和R2消耗的电功率之比为2：1；当S1和S2都断开时，R1和L所消耗的电功率之比为5：1，且小灯泡正常发光。则电阻R2的阻值为欧姆。


【答案】80
【解答】根据P灯= <Object: word/embeddings/oleObject5.bin>
解得：R灯= <Object: word/embeddings/oleObject6.bin> = <Object: word/embeddings/oleObject7.bin>  =8Ω
当S1、S2都断开时，R1和L串联,做功之比为5∶1，且小灯泡L正常发光。
做功P=I²R，且R1和L串联,电流相等。
所以：P灯1=1:5=R灯:R1
解得R1=5R灯=5×8=40Ω
此时小灯正常发光，电流为I= <Object: word/embeddings/oleObject8.bin>  = <Object: word/embeddings/oleObject9.bin>  =0.5安
电源电压U=I(R灯+R1)=0.5×(8+40)=24V
当S1、S2都闭合时，R1与R2并联,消耗功率之比为2∶1
P=U²/R 电压相等.。所以，P12=R2:R1=2:1
解得R2=2R1=2×40=80Ω
故答案为：80
24．某同学按如图电路测量电阻 Rx 的阻值，其中 R 为已知规格的滑动变阻器，①、②为电表。


（1）图中 1 号位置应该填入的元件是。
（2）正确连接电路后闭合开关，若将滑动变阻器滑片移到 a 端会损坏电源，其原因是。
（3）在不改变电路连接和元件的前提下，若要测得 Rx 的阻值，必须进行的操作是。
【答案】（1）电流表
（2）电路出现短路，电流过大
（3）闭合开关，将滑动变阻器移到 b 端，读出此时电压表和电流表示数
【解答】（1）①与Rx串联，为电流表；②与Rx并联，为电压表。（2）正确连接电路后闭合开关，若将滑动变阻器滑片移到 a 端会损坏电源，其原因是：电路出现短路，电流过大。（3）在不改变电路连接和元件的前提下，若要测得 Rx 的阻值，必须进行的操作是：闭合开关，将滑动变阻器移到 b 端，读出此时电压表和电流表示数。
25．如图所示是一种定时课间音乐播放装置的原理图，“定时开关S1”到达设定时间自动断开，此时“播放器”接通播放音乐。闭合开关S，当未到达设定时间，此时指示灯(填“会”或“不会”)亮，而播放器不会播放音乐的原因是。


【答案】会；播放器被短路
【解答】如下图所示：未达到设定时间时，定时开关S1闭合，再闭合开关S，此时播放器被短路，电流只经过指示灯，则指示灯会发光，而播放器不能播放音乐。

26．小明在测小灯泡电阻的实验时(图中电流表、电压表未画出)发现小灯泡突然不亮了，为寻找原因，他想进行了如下操作，并画出思维导图，请将小明的分析过程补充完整。




①；②.
【答案】小灯泡短路；小灯泡断路
【解答】①在电路中串联电流表后，如果电流表有示数，那么说明整个电路是通路，应该没有断路发生。此时小灯泡没有发光，说明电流绕过小灯泡了，即小灯泡发生短路。②在电路中串联电流表后，电流表没有示数，则说明有断路发生。将电压表并联在灯泡两端，即在灯泡两端架设一条通路，如果电压表的示数为零，那么说明断路发生在灯泡以外的位置，也就是R断路；如果电压表的示数为3V，则说明电压表与电源两极正常连接，断路只能发生在小灯泡上，即小灯泡断路。
27．如图所示电路，除了有一根导线是断的，其余的器材完好无损，RL1=10Ω，RL2=5Ω。电源是由三节新蓄电池(每节电池的电压为2V)组成。为了查出这根导线，小海同学采取了下列方法：将电表的正接线柱与电源的正极a相连，再将电表的负接线柱分别与L1的b接线柱和L2的c接线柱相连，通过观察电表的示数判断出了这根导线。


（1）在上述操作前，小海所选用的电表应是下列的哪一种（　　）
A．量程为3V的电压表
B．量程为15V的电压表
C．量程为0.6A的电流表
（2）选用正确的电表后，当电表接a、b两点时，如果电表没有示数，则说明导线可能是断的。当电表接a、c两点时，如果电表有示数，则导线未断，此时电表的示数是。
【答案】（1）B
（2）2和3；3；6
【解答】（1）如果电表为电流表，当将它并联在a、c两点之间时，此时只有灯泡L2，电流为：<Object: word/embeddings/oleObject10.bin>，因此量程为0.6A的电流表不能使用；如果电表为电压表，当将它并联在a、c两点之间时，它的示数可能等于电源电压。因为6V>3V，所以必须使用量程为15V的电压表，故选B。（2）当电表接a、b两点时，如果电表没有示数，则说明与电表并联的导线1完好，而导线2和3可能是断的。当电表接a、c两点时，如果电表有示数，则说明与电表并联的1和2是断的。由于导线1完好，那么只能导线2是断的，而导线3未断，此时电表的示数是6V。
28．如图是某电路的部分电路图，此时电流表读数为1A，若要使电压表读数增大1V，滑动变阻器的滑片P应向(填“左”或“右”)滑，使变阻器有效阻值变化量(填 “大于”、“等于”或“小于”)1Ω。


【答案】右；大于
【解答】根据串联电路的分压规律可知电阻越大分到的电压越大，图中电压表测量滑动变阻器R2两端的电压，要让R2两端电压增大1V，R2的电阻要增大，所以滑动变阻器的滑片P应向右滑动。要使电压表读数增大1V，由于滑动变阻器的阻值在变，电流也在变以滑动变阻器为研究对象难度较大。可考虑R1两端电压减小1V。<Object: word/embeddings/oleObject11.bin>，由题意可知，<Object: word/embeddings/oleObject12.bin>代入式子可得：<Object: word/embeddings/oleObject13.bin>，化简得<Object: word/embeddings/oleObject14.bin>，由于R1+R2>R1-1，所以<Object: word/embeddings/oleObject15.bin>。故答案为：右；大于
29．在图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合电健 S 后，滑动变阻器 R1的滑片 P 由右端向中点移动：


①三个电表中示数发生变化的是表；
②当滑片P移至中点，为使此时电流表A1示数与电流表A示数的比值，跟原先滑片 P 置于右端时的比值相同，需用阻值 Rx 来替换R2.（选填“大于”、“等于”或“小于”）电阻R2的电阻
【答案】A、A1；小于
【解答】①根据图片可知，电阻R2与变阻器并联，电压表测总电压，电流表A测总电流，A1测R2的电流。当滑片从右端向中点移动时，变阻器的阻值减小，则通过它的电流变大，即A1的示数变大。变阻器对R1没有影响，则通过R1的电流不变。根据I总=I1+I2可知，干路电流变大，即A2的示数变大。无论电阻怎样变化，总电压保持不变，即电压表的示数不变。②I总=I1+I2可知，电流表A1和A示数的比值不变，其实就是通过R1的电流与通过R2的电流的比值不变。根据<Object: word/embeddings/oleObject16.bin>可知，其实就是两个电阻的比值不变。当滑片从右端向中点运动时，R2的阻值变小，那么R1的阻值也要减小，即用阻值小于Rx的电阻来替换R2。
三、实验探究题
30．小华在进行“测量小彩灯的电阻”的实验时，实验台上给他提供的器材有：6伏的蓄电池、电流表(0～0.6安，0～3安)、电压表(0～3伏、0～15伏)、滑动变阻器标有“50Ω 1.5A”、正常发光时电压为3.8伏的小彩灯(估计正常发光时电阻约为12欧)、开关各一个，导线若干。


（1）在实验中电流表应选择安的量程。   
（2）他连接的实物电路如图甲所示，但还有两根导线没接好，同组的小聪同学补接后又画出该电路的电路图(如图乙所示)，请用笔画线代替导线将这两根导线连接好。   
（3）闭合开关后，小华发现小彩灯不发光、电流表示数为零，电压表的示数为6伏，产生故障的原因可能是下列情况中的(填字母)。            
A.小彩灯短路 B.电压表的正、负接线柱接反了 C.小彩灯的灯座接触不良 D.小彩灯的灯丝断了
（4）排除故障后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为3.8伏时，小彩灯正常发光，此时电流表的示数如图丙所示，则小彩灯正常发光时的电阻为欧。(计算结果保留一位小数)。   
【答案】（1）0～0.6
（2）

（3）C，D（4）12.7
【解答】（1）根据小灯泡的额定功率和大致电阻可知，在小灯泡正常发光时，电路中电流<Object: word/embeddings/oleObject17.bin>，故选择电流表小量程。（3）电路中小灯泡和滑动变阻器串联，发现小灯泡不发光，电流表无示数，说明电路断开，但电压表有示数，且电压表读数接近电源电压，说明从电压表到电源正负极的导线正常，故答案为CD。（4）电压表示数为3.8V，电流表示数为0.3A，故小灯泡的电阻<Object: word/embeddings/oleObject18.bin>。
31．在“测量小灯泡的额定电功率”实验中，小明用电源电压为6V，量程为“0-0.6A″的电流表，量程为“0-3V”的电压表，滑动变阻器的规格为“50Ω,1A"同学们设计了如图甲所示的电路进行，小灯泡额定电压为4.5V，正常发光时电阻为10Ω。


（1）闭合开关后，发现小灯泡不亮，电压表有示数和电流表无示数电路故障可能为 .
（2）排除故障后实验过程中，电压示数如乙图所示，接下来如何操作完成实验？
（3）实验时，电源忽然坏掉，要换用新电源重新实验，则新电源的电压取值范围为 .
【答案】（1）滑动变阻器断路
（2）调节滑片P左移，使电压表示数为1.5V（3）45V≤U≤27V
【解答】（1）闭合开关后，发现小灯泡不亮，电压表有示数和电流表无示数电路故障可能为滑动变阻器断路。（2）根据乙图可知，电压表选择量程0~3V，分度值为0.1V，此时示数诶0.5V。当灯泡正常发光时，电压表的示数应该为U变=U总-UL=6V-4.5V=1.5V。因为0.5V<1.5V，所以要使电压表的示数增大，根据“串联电路电压与电阻成正比”可知，此时变阻器的阻值要变大，调节滑片左移，直到电压表的示数为1.5V。（3）当灯泡正常发光时，通过电路的电流为：<Object: word/embeddings/oleObject19.bin>；当变阻器接入的阻值为零时，此时电源电压最小为：U总=I总R总=0.45A×10Ω=4.5V；当变阻器接入的阻值为50Ω时，电源电压最大，即U总'=I总R总'=（50Ω+10Ω）×0.45A=27V.则新电源的电压取值范围为4.5V≤U≤27V。
32．如图所示电路中，电源电压为4.5V，滑动变阻器的规格为“30Ω 1A”


（1）小丽想用该电路研究“电流与电阻的关系”，请帮她把电路连接完整．
（2）以下是小丽的一些操作步骤：
①将阻值为10Ω的定值电阻R1接入电路，，闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表示数为2.0V时，读出电流表示数并记录；
②断开开关，拆下R1，接上阻值为20Ω的定值电阻R2…，使电压表示数为2.0V，读出电流表示数并记录；
③断开开关，拆下R2，接上阻值为30Ω的定值电阻R3，重复②的操作．
小丽发现无论如何移动滑动变阻器的滑片都无法使定值电阻两端电压达到2.0V，经检查电路完好．为顺利完成实验，可行的措施有（写一种即可）
（3）小王同学选用另一组规格相同的实验器材，进行“测定小灯泡额定功率”的实验（小灯泡额定电压为3.8V）．小王按小丽的电路，将定值电阻换成小灯泡，电压表量程改为“0-15V”，连接好电路进行实验．闭合开关后，出现以下现象：  

电灯的亮暗	电流表示数I/A	电压表示数U/V
不亮	0	1.0

出现以上现象的原因可能是（填字母编号）
A．小灯泡断路        B．小灯泡短路        C．电流表断路        D．电流表短路
【答案】（1）

（2）将滑动变阻器滑片移到阻值最大处；增大滑动变阻器的最大阻值或降低电源电压或增大设定的电压值（3）D
【解答】（1） 研究“电流与电阻的关系”，要控制被研究电阻两端的电压保持不变，此时电压表与被测电阻并联，通过调节滑动变阻器来调节，使得电阻两端的电压保持不变，故电路的连接可以如下：
（2）为了保证电路的安全，滑动变阻器接入是要使阻值处于最大。小丽发现无论如何移动滑动变阻器的滑片都无法使定值电阻两端电压达到2.0V，可能是滑动变阻器阻值过小或电源电压过大，使得电压表示数是示数一直大于2V，此事要增大滑动变阻器的最大阻值或降低电源电压或增大设定的电压值。（3）如果小灯泡断路，电流表无示数。电压表值接近电源电压，故A不正确；如果灯泡短路，电流表有示数，电压表无示数，故B不正确；如果电流表短路，电流表和电压表都无示数，故C不正确；如果电流表短路，除了电流表无示数之外，其它与导线相同，故D说法正确。故答案为：（1）见答案；（2）将滑动变阻器滑片移到阻值最大处 ； 增大滑动变阻器的最大阻值或降低电源电压或增大设定的电压值（3）D
四、解答题

33．在公园有一种测量瞬间打击力的游戏机，其原理示意图如图甲所示，游人手戴拳击手套， 击打可水平移动的 A 装置，A 通过压杆与压力传感器接触，压力传感器的电阻值 R 会随所受压力大小发生变化。电压表的示数可反映出打击力的大小。已知电阻 R0＝120Ω，压力传感器表面能承受的最大压力为 4000N。压力传感器的电阻值随所受压力变化的图像如图乙所示。若在某次游戏过程中，游人用 2000N 的力击中装置 A，此时电压表的示数为 1.5V。设电源电压恒定不变。
（1）电源电压是多少?
（2）当装置 A 不受打击力作用时，电压表的示数是多少?
【答案】（1）电路中的电流 I＝U0/R0，电阻 R 两端的电压 UR＝IR，电源电压 U＝U0＋UR＝6V
（2）不受打击力作用时的电流 I’＝U/(R’＋R0)
由 U’＝I’R0得不受打击力作用时电压表的示数 U0’＝1/120×120V＝1V
【解答】（1）当F=2000N时，由乙图可知R的阻值为360Ω，此时电压表的示数为1.5V。先利用R0两端的电压和R0的阻值计算出电流，由电流计算出此时R两端的电压，R0和R两端的电压之和即为电源电压。（2）由乙图得到，不受打击力时R的阻值，利用电源电压和电路中的总电阻求出电流。由R0的阻值和电流求出R0两端的电压。
34．如图所示，电源电压恒定，小灯泡上标有“2V 0.5A”的字样（2V为小灯泡正常发光时它的两端电压，超此电压，小灯泡将绕坏；0.5A是小灯泡正常发光时的电流），滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω，电流表量程0﹣3A，求：


（1）小灯泡正常发光时的电阻；   
（2）断开开关S1，闭合开关S、S2、S3，将滑片P移到距a端的长度总长为ab的五分之二位置时，小灯泡L恰好正常发光，电源电压是多少？   
（3）断开开关S2，闭合开关S、S1、S3，将滑片P移到a端时，电流表示数为2A，此时电压表示数是多少？定值电阻R1的阻值是多少？   
（4）假设各元件完好，若断开开关S1、S3，闭合开关S、S2，为不损坏元件，滑动变阻器接入电路的阻值范围是多少？   
【答案】（1）解：由I= <Object: word/embeddings/oleObject20.bin> 得，灯泡正常发光时的电阻：   
RL= <Object: word/embeddings/oleObject21.bin> = <Object: word/embeddings/oleObject22.bin> =4Ω
答：小灯泡正常发光时的电阻是4Ω
（2）解：断开开关S1，闭合开关S、S2、S3，将滑片P移到距a端的长度为总长ab的 <Object: word/embeddings/oleObject23.bin> 位置时，L与 <Object: word/embeddings/oleObject24.bin> R2串联，   
因串联电路中各处的电流相等，且小灯泡L恰好正常发光，
所以，电路中的电流：I=IL=0.5A，
由I= <Object: word/embeddings/oleObject25.bin> 得，滑动变阻器两端的电压：
U2=I× <Object: word/embeddings/oleObject26.bin> R2=0.5A× <Object: word/embeddings/oleObject27.bin> ×50Ω=10V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源的电压：
U=UL+U2=2V+10V=12V
答：电源电压是12V
（3）解：断开开关S2，闭合开关S、S1、S3，将滑片P移到a端时，L与R1并联，电压表测电源的电压，则电压表的示数为12V，  
因电源电压12V远大于灯泡的额定电压2V，
所以，灯泡被烧坏，电流表的示数即为通过R1的电流I1=2A，
则由I= <Object: word/embeddings/oleObject28.bin> 得，定值电阻R1的阻值：
R1= <Object: word/embeddings/oleObject29.bin> = <Object: word/embeddings/oleObject30.bin> =6Ω
答：此时电压表示数是12V；定值电阻R1的阻值是6Ω
（4）解：当断开开关S1、S2时，滑动变阻器、R1与L串联，电流表测电路中的电流，  
因串联电路中各处的电流相等，且灯泡的额定电流为0.5A，电流表量程为0～0.6A，
所以，电路中的最大电流I大=0.5A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，
此时电路中的总电阻为：
R总最小= <Object: word/embeddings/oleObject31.bin> = <Object: word/embeddings/oleObject32.bin> =24Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：
R2最小=R总﹣R1﹣RL=24Ω﹣6Ω﹣4Ω=14Ω，
则变阻器接入电路的阻值范围为14Ω～50Ω
答：为不损坏元件，滑动变阻器接入电路的阻值范围是14Ω～50Ω。