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.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
2.如图所示，电源电压保持不变，开关S闭合后，调节滑动变阻器滑片，下列说法正确的是( )
A. 滑片向右滑动，电流表、电压表示数都增大
B. 滑片向右滑动，电流表示数减小，电压表示数增大
C. 滑片向左滑动，电流表示数增大，电压表示数减小
D. 滑片向左滑动，电流表、电压表示数都增大
3.如图所示电路，闭合开关，甲、乙两灯泡均发光，过了一会儿，其中一个灯泡突然熄灭，但两电表指针仍明显偏转，造成此现象的原因可能是（ ）
A. 甲灯泡短路 B. 乙灯泡短路 C. 甲灯泡开路 D. 乙灯泡开路
4.如图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合电键S，当滑动变阻器滑片P向右移动时，变大的是（ ）
A. 电压表V的示数
B. 电流表A示数与电流表A1示数的差值
C. 电压表V示数与电流表A示数的比值
D. 电压表V示数与电流表A和A1示数的差值的比值
5.某同学做电学实验，电路如图所示，开关闭合后，小灯泡发光，两电表均有示数，在实验过程中，突然电灯熄灭、电压表示数增大、电流表示数几乎为零。请判断出现该现象的原因可能是（ ）
A. 灯泡被短路 B. 开关被断开 C. 灯丝被烧断 D. 滑动变阻器被烧断
6.若如图所示电路出现一处电路故障，以下分析正确的是（ ）
A. 若电流表无示数，电压表有示数，则R1短路
B. 若电流表无示数，电压表无示数，则R2断路
C. 若电流表有示数，电压表有示数，则R1断路
D. 若电流表有示数，电压表无示数，则R2短路
7.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
8.如图所示的电路中，电源电压恒定不变，当开关S闭合时( )
A. 电压表示数变小，电流表示数变小，灯变暗
B. 电压表示数变大，电流表示数变大，灯变亮
C. 电压表示数不变，电流表示数不变，灯的亮度不变
D. 电压表示数不变，电流表示数变小，灯变暗
9.如图所示电路中，电源电压保持不变，闭合开关S1、S2 ， 两灯都发光；当把开关S2断开时，灯泡L1的亮度及电流表示数的变化情况是( )
A. L1亮度增大，电流表示数不变
B. L1亮度不变，电流表示数不变
C. L1亮度不变，电流表示数变小
D. L1亮度减小，电流表示数变小
10.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. 灯L的亮度 B. 电压表V的示数 C. 电流表A的示数 D. 电流表A1的示数
11.在如图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，三个电表的示数变化情况是( )
A. 电流表A示数变小，电压表V1示数变小，V2示数变大
B. 电流表A示数变大，电压表V1示数变大，V2示数变大
C. 电流表A示数变小，电压表V1示数不变，V2示数变大
D. 电流表A示数变大，电压表V1示数不变，V2示数变大
12.学生实验中遇到断路时，常常用电压表来检测。某同学连接如图所示的电路，开关闭合后，电灯不亮，电流表无示数。这时用电压表测得a、b两点间和b、c两点间的电压均为零，而a、d间和b、d间的电压均不为零，这说明( )
A. 电源接线柱接触不良 B. 开关的触片或接线柱接触不良
C. 电流表接线柱接触不良 D. 灯泡灯丝断了或灯座接触不良
二、填空题
13.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 .
14.小科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。
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】 A
【解析】【分析】首先分析电路的串并联状态，然后结合欧姆定律对各个电表的示数变化进行判断即可。
【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。
2.【答案】 D
【解析】【分析】首先判断电路的串并联关系和电表测量的物理量，然后利用欧姆定律结合串并联电路的特点分析判断。
【解答】根据图片可知，灯泡与变阻器串联，电压表测灯泡电压，电流表测总电流。
当滑片向右滑动时，变阻器的阻值增大，总电阻增大，而总电流减小。根据U=IR可知，电压表的示数减小，故A、B错误；
当滑片向左滑动时，变阻器的阻值减小，总电阻减小，而总电流增大。根据U=IR可知，电压表的示数增大，故C错误，D正确。
故选D。
3.【答案】 C
【解析】【分析】对各个选项中的故障进行分析，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】根据图片可知，甲和乙灯泡并联，电压表测的乙的电压，电流表测乙的电流。
A.甲灯泡短路时，乙灯泡、电压表和电流表都被短路，它们都没有示数，故A不合题意；
B.乙灯泡短路时，电压表和甲灯泡同时被短路，则电压表没有示数，故B不合题意；
C.甲灯泡开路时，甲不发光，但是对乙的电路没有影响，故C符合题意；
D.乙灯泡开路时，电压表和电流表串联，电压表的示数等于电源电压，而电流表几乎没有示数，故D不合题意。
故选C。
4.【答案】 C
【解析】【分析】根据电路图分析电路的串并联关系以及电表测量的物理量，然后利用欧姆定律、串并联电路的电压、电流特点分析判断。
【解答】根据电路图可知，定值电阻R2与变阻器R1并联，电压表测电源电压，电流表A1测R1的电流，A测干路电流。
A.电压表测电源电压，无论变阻器的阻值怎样变化，它的示数保持不变，故A不合题意；
B.根据I总=I1+I2可知，电流表A和A1的差值就是通过R2的电流。因为R2为定值电阻，所以通过它的电流保持不变，故B不合题意；
C.电压表V的示数与电流表A的示数之比等于总电阻。当滑片向右移动时，变阻器的阻值变大，那么并联电路的总电阻变大，故C符合题意；
D.流表A和A1的差值就是通过R2的电流，电压表V的示数与它们的差值的比值就是R2 ， 因此比值保持不变，故D不合题意。
故选C。
5.【答案】 C
【解析】【分析】分析各个故障对应的现象，哪个与题目描述一致，哪个就是正确选项。
【解答】A.灯泡被短路时，电压表也同时被短路，它的示数为零，故A不合题意；
B.开关被断开时，整个电路断开，电压表的示数应该为零，故B不合题意；
C.灯丝被烧断时，电压表串联在电路中。由于它的内阻很大，因此电流表的示数几乎为零；由于串联电路电压与电阻成正比，所以电压表几乎分得全部电压，因此示数增大，故C符合题意；
D.滑动变阻器被烧断时，整个电路没有电流，电压表的示数为零，故D不合题意。
故选C。
6.【答案】 D
【解析】【分析】根据故障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】电阻R1与R2串联，电压表测R2的电压，电流表测总电流。
A.R1短路时，只有电阻R2工作，此时电压表的示数等于电源电压，电流表也有示数，故A不合题意；
B.R2断路时，电压表与R1串联，测电源电压有示数；由于电压表的内阻很大，所以电流表没有示数，故B不合题意；
C.R1断路时，整个电路断开，电压表和电流表都没有示数，故C不合题意；
D.R2短路时，电压表同时被短路，没有示数；这时R1工作，电流表有示数，故D符合题意。
故选D。
7.【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。
8.【答案】 C
【解析】【分析】首先根据电路图确定电路的串并联关系，然后确定电表所测的物理量，最后利用串并联电路的特点，结合欧姆定律，对电表的示数变化进行判断即可。
【解答】根据电路图可知，灯泡L与定值电阻R并联，电压表测电源电压，而电流表测通过灯泡的电流。
当开关S断开时，电路里只有灯泡自己工作，此时电压表的示数等于电源电压，而电流表的示数为；
当开关S闭合时，电路里灯泡与定值电阻R并联，电压表的示数仍然等于电源电压，电流表的示数还是 ，
因此电压表和电流表的示数不变，灯泡的亮度也不变。
故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
9.【答案】 C
【解析】【分析】首先根据开关的开合情况确定电路的串并联关系的变化，然后确定电表所测的物理量，最后利用串并联电路的特点结合欧姆定律，对电表的示数变化进行判断即可。
【解答】闭合开关S1、S2 ， 两灯都发光，此时两个灯泡并联，它们两端的电压都等于电源电压。此时电流表在干路上测总电流，即I总=I1+I2；
当开关S2断开时，灯泡L2不能工作，此时只有灯泡L1发光。
它两端的电压仍然等于电源电压，因此它的电压保持不变，则L1的亮度不变；
此时电流表只测通过灯泡L1的电流I1 ， 因此电流表的示数减小。
故C正确，而A、B、D错误。
故选C。

10.【答案】 C
【解析】【分析】首先根据开关的开合情况确定电路的串并联关系的变化，然后确定电表所测的物理量，最后利用串并联电路的特点结合欧姆定律，对电表的示数变化进行判断即可。
【解答】当只有开关S闭合时，只有灯泡L工作，此时电压表测电源电压，电流表A和A1都测通过灯泡的电流IL；
当开关S和S1都闭合时，灯泡L与定值电阻R并联，
此时电压表仍然测电源电压，因此电压表的示数保持不变。
电流表A1还是测量通过灯泡的电流，因为灯泡两端的电压还等于电源电压，所以电流表A1的示数保持IL不变，那么灯泡的亮度保持不变。
电流表A的示数原来等于IL ， 现在在干路上测总电流，即I总=I+IL ， 所以它的示数变大。
故C正确，而A、B、D错误。
故选C。

11.【答案】 C
【解析】【分析】首先根据电路图确定电路的串并联关系，然后确定电表所测的物理量，最后利用串并联电路的特点结合欧姆定律，根据变阻器的阻值变化对电表的示数变化进行判断即可。
【解答】根据电路图可知，灯泡L和变阻器串联，电压表V1测电源电压，V2测变阻器的电压，电流表测总电流。
当滑动变阻器的滑片向右移动的过程中，变阻器的阻值增大，根据R总=RL+R变可知，总电阻变大，根据“电流与电阻的反比关系”可知，电流表的示数变小。根据UL=ILRL可知，RL的阻值保持不变，而电流减小，那么灯泡两端的电压减小。根据U总=UL+U变可知，变阻器两端的电压，即电压表V2的示数变大。
由于电压表V1测电源电压，所以它的示数保持不变。
故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
12.【答案】 D
【解析】【分析】】对各个选项中的故障进行分析，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】A.电源接线柱接触不良时，相当于整个电路没有电压，因此电压表无论接在哪里，都不会有示数，故A错误；
B.开关的触片或接线柱接触不良，电压表接在ab两点间时，能够与电源构成通路，此时电压表示数等于电源电压而不是零，故B错误；
C.电流表接线柱接触不良，电压表接在bc两点间时，能够与电源构成通路，此时电压表的示数等于电源电压而不是零，故C错误；
D.灯泡灯丝断了或灯座接触不良，电压表接在bd两点或a、d两点之间时，电压表都与电源构成通路，此时电压表的示数等于电源电压而不为零，故D正确。
故选D。
二、填空题
13.【答案】 小灯泡短路；小灯泡断路
【解析】【分析】根据电流表和电压表在判断电路故障中的作用分析解答。
【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。
14.【答案】 小灯泡短路；小灯泡断路
【解析】【分析】根据电压表和电流表在判断电路故障中的作用分析解答。
【解答】在电路中串联电流表，
①如果电流表有示数，那么说明整个电路是连通的，应该是小灯泡被短路，即电流不经过小灯泡，因此它不发光；
②如果电流表没有示数，那么说明有断路发生。此时将电压表并联在灯泡两端，如果电压表示数为0，说明断路发生在灯泡外面，即R断路；如果电压表有示数3V，那么说明与电压表并联的灯泡发生断路。
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。