4.7电路分析与应用 同步练习（含解析）

电路分析与应用
一、单选题
1.闭合开关S，灯L亮，一段时间后灯L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
2.如图所示的电路，下列分析正确的是（ ）
A. 只闭合S1时，L2发光、L1不发光，A2测L2电流 B. 只闭合S2时，L1发光、L2不发光，A1测L1电流
C. 闭合S1、S2时，L1、L2并联，A2测L2电流 D. 闭合S1、S2时，L1、L2串联，A1、A2示数相等
3.如图电路，电源电压保持不变。闭合开关 S，滑片 P 由中点逐渐向右移动的过程中（ ）
A. 电压表V2的示数变小 B. 电流表A的示数不变
C. 电压表V1示数与电流表A示数的比值变大 D. 电压表V1示数与电压表V2示数的差值不变
4.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
5.如图所示，电源电压不变，闭合开关S后，滑动变阻器滑片P自a向b移动的过程中（ ）
A. 电压表V1示数变大，V2示数变大，电流表A示数变大
B. 电压表V1示数不变，V2示数变大，电流表A示数变小
C. 电压表V1示数不变，V2示数变小，电流表A示数变大
D. 电压表V1示数变小，V2示数变大，电流表A示数变小
6.如图，电源电压不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向a端移动过程中，（ ）
A. 电流表A的示数增大，电压表V的示数不变 B. 电流表A和电压表V的示数减小
C. 电流表A的示数增大，电压表V的示数减小 D. 电流表A和电压表V的示数不变
7.疫情期间，公共场所一般用手持式电子测温仪测量体温，如图甲是某款电子测温仪，图乙是它内部的原理图，其中电源电压保持不变，电阻Ｒ０为定值电阻,Ｒ是自动测温传感器，其阻值随温度的增大而减小。在正常条件下关于此测温仪，下列分析正确的是（ ）
A. 显示仪是由电流表改装成的
B. 定值电阻在电路中的作用主要是保护电路
C. 在测人的体温时，当被测温者体温较高时，显示仪的示数也会变小
D. 将Ｒ０更换为阻值更大的电阻，测相同温度，显示仪示数变小
8.如图所示电路，电源电压不变，R为定值电阻。闭合开关S，滑片P向右移动，关于电表的示数变化判断正确的是（ ）
A. 电流表、电压表示数均变大 B. 电流表、电压表示数均变小
C. 电流表示数变大，电压表示数变小 D. 电流表示数变小，电压表示数变大
9.如图所示，电源电压保持不变，开关S由断开到闭合时，电流表、电压表示数变化正确的是（ ）
A. 都变大 B. 电流表变大，电压表变小 C. 都变小 D. 电流表变小，电压表变大
10.同学们为敬老院的老人买了一辆电动轮椅，工作原理如图所示。图中R2为定值电阻，R1为滑动变阻器，操纵杆可以同时控制S1和S2两个开关，向前推操纵杆时轮椅前进且能调速，向后拉操纵杆轮椅以恒定速度后退。下列对电路的判断正确的( )
A. S1接触点1，S2接触点2时，轮椅前进 B. S1和S2都接触点1时，轮椅后退
C. S1接触点2，S2接触点1时，轮椅前进 D. S1和.S2都接触点2时，轮椅后退
11.如图所示电路，电源电压保持不变，开关S闭合后，再闭合开关S1时，发生变化的是（ ）
A. 电流表A的示数 B. 电压表V的示数 C. 电流表A1的示数 D. 灯L的亮度
12.电阻R是一种可伸缩电阻，它由一根弹簧（绝缘体）和粘在弹簧上的导体组合而成，当弹簧伸长时，导体的长度也随着变长、变细，导体的电阻也发生变化。小明想利用该电阻R制作一个电子秤，要求是物体的质量越大，电路中的电流表或电压表的示数也越大。下列符合该电子秤工作原理的电路图是（ ）
A. B.
C. D.
二、填空题
13.按如图所示电路研究电流与电压的关系。已知电源电压为6V，R1为定值电阻，滑动变阻器R2 ， 标有“20Ω 1A”的字样，电流表量程为“0~0.6A”，电压表量程为“0~15V”。
完成下列问题：
（1）闭合开关后，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，出现此故障的原因可能是________；
（2）若R1=6Ω，为保证电路安全，滑动变阻器允许接入电路的最小阻值为________。
14.小金制作了一个利用电压表测物体重力的小作品，它能在电压表盘上读出所放物体重力的大小，如图所示。
（1）当秤盘不放任何重物时，滑片P恰好处于a点。闭合开关，当秤盘上所放钩码个数增多时，电压表示数将________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
（2）一段时间后，在秤盘放2 N重的钩码时，表盘读数比2 N大，换不同重的钩码反复试验，每次读数都不同且大于钩码的重力。产生这一现象是由于____引起的(填字母)。
A.R1短路
B.R1断路
C.R2短路
D.R2断路
三、解答题
15.在综合实践活动中，为了防止某器械所受压力过大，科技小组设计了一个由压敏电阻控制的报警电路，如图所示，电源电压恒为15V，报警器(电阻不计)通过的电流达到或超过10mA会报警，超过25 mA会损坏。其阻值随压力F的变化规律如下表所示。
压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 …
电阻RX/Ω 500 480 460 440 420 380 …
（1）当压敏电阻不受压力时,滑动变阻器能否移到最小阻值端？
（2）当压敏电阻Rx所受压力达到250N时，报警电路就实现报警功能，则此时滑动变阻器的接入阻值是多少？
（3）现要提高该器械其所受的最大压力，则该电路应做如何调整？
四、实验探究题
16.小宁用如图所示电路研究电阻的并联。
（1）按电路图连接电路，闭合开关S，电流表A1、A2、A3的示数分别为0A、0.40A和1.20A。如果电路元件完好，接线时发生了错误，该错误是________ 。
（2）使用电流表时，当被测电流值大于电流表量程的一半时，能减小实验误差。本实验所用电源电压为8V，电流表有两个量程(0~0.6A、0~3A)。为减小实验误差，小宁重新选择定值电阻，实验室里可供选择的定值电阻的阻值有：5Ω、10Ω、20Ω、50Ω，应该选用的2个电阻阻值分别为________ 。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 D
【解析】【分析】对各个电路故障进行分析，推测可能出现的现象，哪个与题目描述一致，哪个就是正确选项。
【解答】根据下图可知，当R断路或L短路时，电压表的示数都为零，故A、B错误；
当R短路，那么灯泡正常发光，与题目描述不符，故C错误；
当L断路时，灯泡不发光，电压表与R串联，测电源电压，肯定有示数，故D正确。
故选D。
2.【答案】 C
【解析】【分析】根据开关的关闭和打开状态，判断电路的串并联关系以及电流表所测的灯泡，最后根据串并联电路的电流特点分析判断即可。
【解答】只闭合S1时，只有L1不发光，故A错误；
只闭合S2时，电流表A1、开关S2、灯泡L2和开关S1串联。因为S1断开，所以没有电流，灯泡都不发光，故B错误；
闭合S1、S2时，L1、L2并联，A2测L2电流 ，故C正确，D错误。
故选C。
3.【答案】 C
【解析】【分析】首先分析电路的串并联关系以及电表所测的物理量，然后根据滑片的移动方向分析变阻器的阻值改变，再结合欧姆定律和串并联电路的特点分析判断即可。
【解答】根据图片可知，定值电阻R1与变阻器R2串联，电压表V1测总电压，V2测变阻器的电压，电流表测总电流。
闭合开关 S，滑片 P 由中点逐渐向右移动的过程中，变阻器的阻值增大，根据R总=R1+R2可知，总电阻变大，那么总电流变小，即电流表的示数变小，故B错误；
在串联电路中，电压的分配与电阻成正比，因为变阻器的阻值增大，所以电压表V2的示数变大，故A错误；
根据可知，电压表V1和电流表的示数的比值等于总电阻。因为总电阻变大了，所以它们的比值变大，故C正确；
电压表V1的示数保持不变，电压表V2的示数变大，则二者的比值变小了，故D错误。
故选C。

4.【答案】 C
【解析】【分析】根据光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小可知，当烟雾增大时，光敏电阻阻值的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R0两端电压的变化，根据串联电路的电压特点可知电压表示数的变化量，据此得出控制器在烟雾较淡时就触发报警时分得的电压变化，然后分析选项得出答案。
【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 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。
5.【答案】 D
【解析】【分析】首先确定电路的串并联关系和电表测量的物理量，然后利用欧姆定律和串并联电路的特点分析各个电表的示数变化即可。
【解答】根据图片可知，定值电阻R1与变阻器R2串联，电压表V1测R1的电压，V2测变阻器的电压，电流表测总电流。
闭合开关S后，滑动变阻器滑片P自a向b移动的过程中，变阻器的阻值变大，根据“串联电路电压与电阻成正比”可知，电压表V2的示数变大。根据U总=U1+U2可知，电压表V1的示数变小。根据R总=R1+R2可知，总电阻变大，而总电流变小，即电流表的示数变小。
故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
6.【答案】 A
【解析】【分析】分析电路的串并联关系和电表测量的物理量，根据欧姆定律和串并联电路的特点进行分析即可。
【解答】根据图片可知，定值电阻与变阻器串联，电压表测总电压，电流表测总电流。
闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向a端移动过程中，变阻器的阻值变小，根据“电流和电阻的反比关系”可知，电流表的示数增大。由于电压表始终测量电源电压，所以它的示数保持不变，故A正确，B、C、D错误。
故选A。
7.【答案】 B
【解析】【分析】（1）根据电表的串并联关系判断电表的种类；
（2）根据电路的特点分析；
（3）根据欧姆定律判断示数的变化；
（4）根据串联电路电压与电阻成正比的规律分析。
【解答】A.根据图乙可知，电表与定值电阻R0并联，因此显示仪是由电压表改装而成的，故A错误；
B.测温传感器和R0串联，当测温传感器的电阻很小时，通过电路的电流会比较大，这时R0能够防止电流太大烧坏用电器，故B正确；
C.当被测者体温升高时，测温传感器的阻值减小，那么通过电路的电流增大，根据U=IR可知，电阻R0两端的电压变大，即显示仪的示数变大，故C错误；
D.将R0更换为阻值更大的电阻，根据串联电路的分压规律可知，电压表的示数增大，即显示仪的示数变大，故D错误。
故选B。
8.【答案】 B
【解析】【分析】根据电路图确定电路的串并联关系，然后确定电表测量的物理量，利用欧姆定律、串并联电路的电流、电压和电阻特点分析判断。
【解答】根据电路图可知，变阻器与定值电阻R0串联，电流表测总电流，电压表测R0的电压。
闭合开关S，滑片P向右移动，变阻器的阻值增大，根据R总=R0+R变可知，总电阻变大，那么总电流变小，即电流表的示数变小。根据U=IR可知，电压表的示数变小，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
9.【答案】 A
【解析】【分析】（1）串联电路的总电压等于各处电压之和；
（2）当电压不变时，通过电路的电流与电阻成反比；
（3）首先分析开关闭合前后串并联关系的变化，然后判断电表所测的物理量，最后结合串并联的电路特点进行分析即可。
【解答】当开关S断开时，电阻R2与电阻R1串联，
电压表测R2的电压，那么这时电压表的示数小于U总；
电流表测串联电路的电流，即：；
当开始S闭合时，电阻R1被短路，只有R2自己工作，
此时电压表仍然测量R2的电压，但是等于电源电压U总 ，
因此电压表的示数变大了；
此时电流表的示数为：；
因为电阻变小了，所以电流表的示数变大了。
故选A。

10.【答案】 D
【解析】【分析】根据电路图，结合开关的闭合情况，对电流方向进行判断，从而对电动机的转动方向进行判断即可。
【解答】根据图片可知，当S1接触1，S2也接触1时，电流从正极出发，经过变阻器、电动机和电流表，然后回到负极，此时轮椅前进，故A、C错误；
当S1接触2，S2也接触2时，电流从正极出发，经过电动机、R2和电流表，然后回到负极，此时电流方向与原来相反，此时轮椅倒退，故B错误，D正确。
故选D。
11.【答案】 A
【解析】【分析】（1）在并联电路中，各支路两端的电压相等；
（2）在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和。
【解答】当开关S闭合时，只有灯泡L发光，这时电压表V测电源电源，电流表A和A1都测通过灯泡的电流IL；
当开关S1又闭合后，灯泡L与电阻R并联，电压表V还测电源电压，因此它的示数不变；因为灯泡两端的电压不变，所以它的亮度不变；电流表A1测灯泡L的电流，因此它的示数不变；电流表A测干路电流I总 ， 因为I总=IL+I，所以电流表A的示数增大，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
12.【答案】 C
【解析】【分析】当物体的质量增大时，弹簧受到的拉力增大，那么弹簧的长度变长，据此判断电阻R的阻值变化，根据欧姆定律判断电压表或电流表的示数变化，哪个电表示数增大，哪个就是正确选项。
【解答】电阻R和电阻R0串联；当物体的质量增大时，弹簧受到的拉力增大，那么弹簧的长度变长，导体R的电阻变大。
A.当R的电阻变大时，电路的总电阻变大，总电流变小，即电流表的示数变小，故A不合题意；
B.电流表把电阻R短路，电阻R的变化不会影响电流的变化，故B不合题意；
C.电压表测R的电压；根据串联电路中，电压的分配与电阻成正比可知，当电阻R的阻值变大时，电压表的示数会增大，故C符合题意；
D.电压表测电阻R0的电压；当电阻R的阻值增大时，总电流会减小，根据U0=I0R0可知，电压表的示数会减小，故D不合题意。
故选C。
二、填空题
13.【答案】 （1）R1断路
（2）4Ω
【解析】【分析】（1）根据电路图可知，当电阻R1断路时，电压表串联在电路中。由于它的内阻很大，因此通过电路的电流很小，电流表的示数几乎为零。因为电压与电阻成正比，所以电压表几乎分得全部电压，示数接近电源电压。
（2）电源电压为6V，而电压表的量程为“0~15V”，则电压表肯定不会超过量程；当变阻器的阻值最小时，电流表的示数为0.6A。根据计算出总电阻，再根据R2=R总-R1计算变阻器的最小阻值。
【解答】（1）闭合开关后，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，出现此故障的原因可能是R1断路；
（2）根据电流表的量程可知，通过电路的最大电流为0.6A；
此时的总电阻；
变阻器的最小阻值：R2=R总-R1=10Ω-6Ω=4Ω。
14.【答案】 （1）增大
（2）A
【解析】【分析】（1）根据电路图可知，定值电阻R1与变阻器R2串联，电压表测变阻器aP段电阻分担的电压。无论滑片怎样移动，变阻器始终全部阻值接入电路。因为总电阻不变，所以通过电路的总电流不变。当钩码个数增多时，滑片P下移，aP段电阻增大，而电路中电流大小不变，根据U=IR可知，电压表的示数随滑片P的下移而增大。
（2）表盘示数增大，其实就是电压表的示数增大。当挂上2N的物体时，弹簧伸长的长度保持不变，因此变阻器的阻值不变，根据U=IR可知，电压表的示数增大，其实就是电流增大了，据此分析判断。
【解答】（1）当秤盘不放任何重物时，滑片P恰好处于a点。闭合开关，当秤盘上所放钩码个数增多时，电压表示数将增大；
(2)A.当R1短路时，电路中总电阻减小，电流增大，电压表示数将偏大，故A符合题意；
B.当R1断路时，电路中无电流通过，电压表示数为0，故B不合题意；
C.当R2短路时，电压表相当于接在导线两端，示数为0，故C不合题意；
D.当R2的bP段断路时电路中无电流通过，电压表示数为0；当R2的aP段断路时电压表串联在电路中，电压表示数为电源电压，移动滑片P时示数无变化，故D不合题意。
故选A。
三、解答题
15.【答案】 （1）解：I=15V/500Ω=30mA>25mA,不能
（2）解： 报警时电路中的最小电流是10mA=0.01A，
由欧姆定律可得，此时报警电路的总电阻为： ，
由表格数据可知，压敏电阻受到的压力每增加50N，其电阻会减小20Ω，
则压敏电阻受到的压力为250时，
其阻值为 ，
所以，滑动变阻器的最大阻值至少为：R滑=R-Rx=1500-400=1100Ω。
（3）解：可在电路中串联电阻
【解析】【分析】从表格数据知，压敏电阻每增加50N，电阻减小20.求出压力为500N时的电阻，进一步求出电路总电阻，根据电阻的串联求出滑动变阻器的最大阻值至少为多少。
【解答】（1）由于报警器超过25mA会损坏，而I=15V/500Ω=30mA，30mA>25mA，因此当压敏电阻不受压力时，滑动变阻器不能移到最小阻值端。
（2）解：报警时电路中的最小电流是10mA=0.01A，由欧姆定律可得，此时报警电路的总电阻为： ， 由表格数据可知，压敏电阻受到的压力每增加50N，其电阻会减小20Ω，则压敏电阻受到的压力为250时，其阻值为 ， 所以，滑动变阻器的最大阻值至少为：R滑=R-Rx=1500-400=1100Ω。
（3）现要提高该器械其所受的最大压力，可在电路中串联电阻。
故答案为：（1）解：I=15V/500Ω=30mA>25mA，不能（2）1100Ω（3）解：可在电路中串联电阻
四、实验探究题
16.【答案】 （1）接线时使电流表A1短路
（2）5Ω、20Ω
【解析】【分析】（1）根据电路图可知，R1与R2并联，电流表A1测R1的电流，A2测R2的电流，A3测总电流。如果A1断路，那么A2和A3的示数应该相等，实际上二者不相等，说明R1的工作正常，那么只能是电流表A1短路。
（2）根据分别计算出通过各个电阻的电流，选择对应量程，并确定是否大于量程的一半即可。
【解答】（1）按电路图连接电路，闭合开关S，电流表A1、A2、A3的示数分别为0A、0.40A和1.20A。如果电路元件完好，接线时发生了错误，该错误是：接线时使电流表A1短路 。
（2）根据公式得到：
， 选择量程0~3A，大于量程的一半；
， 选择量程0~3A，小于量程的一半；
， 选择量程0~0.6A，大于量程的一半；
， 选择量程0~0.6A，小于量程的一半。
那么应该选用的两个电阻为5Ω和20Ω。