4.7电路分析与应用 同步练习题（含解析）

4.7 电路分析与应用
一、选择题
1．如图是安装在洗手间的自动暖风干手器。电动机和电热丝额定电压都为220伏，把手处于红外线感应范围内，自动感应开关会闭合，它们同时正常工作，将手烘干。下列电路图中符合上述要求的是（　　）
A． B．
C． D．
2．为了提高行车的安全性，有的汽车装有日间行车灯，如图所示。当汽车启动时，S1闭合，日间行车灯L1立即亮起，再闭合S2，车前大灯L2也亮起。下列电路设计符合这种要求的是（　　）
A． B．
C． D．
3．为了生活方便，卧室里的同一个照明灯通常用两个开关控制。一个安装在进门处，另一个在床头附近，操作任意一个开关均可以开灯、关灯，下面四幅图是小明用电池作为电源设计的四个电路模型，能满足要求的是（其中 A 图中的 S1、 S2及 C 图中的 S1为单刀双掷开关）（　　）
A． B．
C． D．
4．如图所示的电路中，1、2、3、4、5、6为连接点的标号，电源电压为，在开关闭合后，发现小灯泡不亮。现用电压表检查电路故障，需要检测的有：电源、开关、小灯泡、导线以及电路中的各连接点，测量结果如下表所示，电路故障可能为（　　）
电压表两端接点 1与2 1与3 1与4 1与5 1与6
电压表计数/V 3 3 0 0 0
A．开关断路 B．灯泡断路 C．灯泡短路 D．电源短路
5．图示是一种测定油箱内油量的装置，其中R是滑动变阻器的电阻片。当油量减少时，滑动变阻器的滑片p向上移动，则电路中（　　）
A．总电阻增大，电流减小 B．总电阻增大，电流增大
C．总电阻减小，电流增大 D．总电阻减小，电流减小
6．如图甲所示，电源电压不变，小灯泡L允许通过的最大电流为0.6A，滑动变阻器R的最大阻值。为50Ω，电流表量程为“0~0.6A”，电压表量程为“0~15V”。闭合开关S，在保证电路安全的前提下，最大范围调节滑动变阻器的滑片P，分别绘制了电流表示数与电压表示数、电流表示数与滑动变阻器R连入电路阻值的变化关系图象，如图乙、丙所示。则下列说法中正确的是（　　）
A．电源电压为16V
B．当电流表示数为0.25A时，滑动变阻器连入电路的阻值为45Ω
C．若滑动变阻器连入电路的阻值变小，则电压表V与电流表A示数之比变小
D．若将电压表量程换为0~3V，滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为18Ω ~ 50Ω
7．如图为感应式垃圾桶，其工作原理如下：启动开关闭合，垃圾桶才能正常使用，此时指示灯亮起；扔垃圾时将手伸到感应区上方，感应开关自动闭合，动力装置工作，垃圾桶盖缓缓打开；手离开5秒后动力装置会控制桶盖闭，然后感应开关自动断开。下列电路符合要求的是（　　）
A． B．
C． D．
8．研究“一定电压下，电流与电阻的关系”的电路图如图所示。电源电压恒为4.5V，滑动变阻器上标有“ 1.5A”字样。在两点间先后接入不同阻值的定值电阻，闭合开关，移动滑片，使电压表示数为2.5V，读出电流表的示数。当的电阻接入间时，电压表示数始终无法达到2.5V，其原因不可能是（　　）
A．控制电压为2.5V太低 B．电源电压4.5V太低
C．滑动变阻器的最大阻值太小 D．的电阻阻值太大
9．在如图所示的电路中，电源电压不变，当滑动变阻器的滑片P由中点向右端移动时，下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数变小 B．电压表的示数变大
C．电流表的示数变大 D．电流表的示数不变
10．小科连接的电路如图所示，闭合开关后，无论怎样调节滑动变阻器，灯泡、都不亮。他用电压表进行电路故障检测，把电压表并联接在某两点之间，测试结果如表所示。由此可以判定电路的故障是（　　）
测试点 a、b a、f a、e a、d
电压表 有示数 有示数 有示数 无示数
A．灯泡短路 B．灯泡断路 C．段断路 D．段断路
二、填空题
11．如图甲所示为交警查酒驾时使用的某型号酒精测试仪工作原理图。传感器电阻R2的电阻值随酒精气体浓度的变化情况如图乙。
（1）某次使用过程中电流表和电压表示数都等于0，则可能的故障是_____（已知故障在R1或R2上）。
（2）如果将电流表盘标成酒精浓度表，由于使用时间过长导致电源电压下降，会使酒精浓度测量结果_____（填“正常”或“偏大”或“偏小”）
12．如图所示是列车上烟雾报警的简化原理图。电源电压保持不变，R0为定值电阻，光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大，当电路中的电流减小至某一数值时报警器开始报警。当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时，电流表示数___________，电压表示数___________。（选填“增大”、“减小”或“不变”）
13．智能手机上已普遍使用电容触摸屏，但曾经电阻屏也占据一部分市场，如图所示，电阻触摸屏在竖直方向上相当于一根电阻丝，触摸P点时电阻丝被分为上、下两部分，电阻分别为R1、R2。电源电压不变，当触摸点在竖直方向移动时，若测得R1两端电压减小，则R1阻值_____，触摸点P到屏下端的距离_____。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
三、探究题
14．如下图甲是一个电子拉力计电路原理图，弹簧右端和金属滑片 P 固定在一起（P 与 R1 之间的摩擦不计）。电压表的量程为 0~3V，a、b 之间是一根长为 6cm 的均匀电阻 R1，R1 的阻值为 30Ω，电源电压为 6V。
（1）当拉环不受拉力时，滑片 P 处于R1的 a 端，闭合开关后电压表的读数为_____V。
（2）要保证电压表能正常工作，电路中 R0 至少应为_____。
（3）已知该弹簧伸长的长度L 与所受拉力 F 间的关系如图乙所示，若R0=45Ω，通过计算说明，开关 S 闭合后，当电压表指针指在 0．8V 处，作用在拉环上水平向右的拉力为多大？____
（4）小科同学认为上图甲中的电压表改为电流表（如图丙）也能实现测量拉力大小，此 改装后的拉力计拉力越大，电流表的示数越________（填越大或越小）。
15．如图甲所示为某品牌超声波加湿器；如图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路图，其中电源电压为6V，定值电阻R0的阻值为90Ω，电流表的量程为0～300mA，电压表的量程为0～6V；如图丙所示为湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系图像。则在电路安全工作的前提下，计算：
(1)当电流表的示数为40mA时，求湿敏电阻R接入电路中的阻值；
(2)当湿度RH＝50%时，求电压表示数；
(3)当电压表示数为1.5V时，求湿敏电阻R的大小。
16．同学组成实验小组来完成一些电学实验。
（1）下表是某同学“探究电流与电阻关系”实验设计的表格，其他同学发现其设计的表格中缺少一项，该项是______。恒定电压U=2伏时通过不同电阻的电流
实验次数 电阻R（欧） 电流I（安） ______
1
2
3
4
（2）三位同学分别设计了甲、乙、丙电路图进行“探究电流与电压关系”。实验组丙同学认为应选择丙电路图来完成实验，丙电路的优点是______。
（3）拓展探究：同学们根据串联电路的电压特点，重新设计丁电路图（电源电压未知)，利用电压表和定值电阻R0(已知阻值〉来测量未知定值电阻Rx的阻值。实验步骤如下
①闭合开关S、S1断开开关S2时，测得电压表的示数U1
②闭合开关S、S2、断开开关S1时，测得电压表的示数U2
③计算Rx=__。
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参考答案
1．D
【详解】
由于“自动感应开关会闭合，它们同时正常工作”，且额定电压都为220伏，说明电动机和电热丝并联，开关在干路部分，故只有D符合题意。
故选D。
2．D
【详解】
A．由电路图知道，只闭合S1时，两灯泡均不亮，故A不符合题意；
B．由电路图可知，只闭合S1时，车前大灯L2亮，再闭合S2时，日间行车灯L1也亮，故B不符合题意；
C．由电路图知道，只闭合S1时，两灯泡都亮，再闭合S2时，L1不亮，故C不符合题意；
D．由电路图知道，只闭合S1时，日间行车灯L1亮，再闭合S2时，车前大灯L2也亮，故D符合题意。
故选D。
3．A
【详解】
A．图中S1和S2为单刀双掷开关，SI 向上掷时灯泡不发光，S1向下掷时灯泡发光；S2向上掷时灯泡发光，S2向下掷时灯泡不发光，任意一个开关都可以开灯、关灯，故A符合题意；
B．图中两个单刀开关串联，相互影响，只有两个开关都闭合时，灯泡才发光，故B不符合题意；
C．图中S1为单刀双掷开关，S2为单刀单掷开关，当S2断开时，无论S1往哪个方向掷，灯泡都不能发光，故C不符合题意；
D．图中两个开关并联，闭合S1或S2都能使灯泡发光，但是只有两个开关都断开时，灯泡才熄灭，故D不符合题意。
故选A。
4．B
【详解】
由图可知，该电路为灯泡的简单电路；在开关闭合后，发现小灯泡不亮，不能是短路，若短路，则电源会被烧坏，只能是电路出现了断路情况；由表格中的信息可知，电压表接1与2、1与3时，电压表有示数，说明电压表与电源之间是接通的；电压表接1与4、1与5、1与6时，电压表无示数，说明电压表与电源之间是断开的，所以故障是小灯泡断路。故选B。
5．A
【详解】
由电路图知道，电阻与串联，电流表测整个电路的电流，当油量减小时，滑动变阻器的滑片向上移动时，变阻器接入电路的阻值增大，整个电路中的总电阻增大，由知道，电路中的电流减小。
故选A。
6．D
【详解】
A．根据乙图可知，当电路中电流为0.6A时，小灯泡两端电压为6V；由图丙可知，滑动变阻器R连入电路中的电阻
R=10Ω
此时变阻器两端的电压为
U变=I变R变=0.6A×10Ω=6V
则电源的电压
U总=UL+U变=6V+6V=12V
故A错误。
B．由图乙可知，当电流表示数为0.25A时，灯泡两端电压UL'=1V，此时滑动变阻器R两端的电压
U变=U-UL'=12V-1V=11V
滑动变阻器接入的阻值为
故B错误。
C．电压表测灯泡的电压，电流表测通过灯泡的电流，根据可知，电压表与电流表的比值为灯泡的电阻。当变阻器的阻值变小时，通过电路的电流变大，根据乙图可知，则灯泡的电阻变大，即比值变大，故C错误。
D．若将电压表量程换成0～3V，则灯泡两端电压最大为3V，此时滑动变阻器接入电路电阻最小；
由图乙可知当灯泡两端电压为3V时，通过小灯泡L即电路中的电流
I''=0.5A
此时滑动变阻器R两端电压
U滑′=U UL″=12V 3V=9V
则滑动变阻器R接入电路中的最小阻值
滑动变阻器R接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，小灯泡L两端电压最小，由图丙可知，滑动变阻器R接入电路中的最大阻值为50Ω，
所以滑动变阻器R允许接入电路的阻值范围为：18Ω～50Ω，故D正确。
故选D。
7．C
【详解】
启动开关闭合后，垃圾桶才能正常使用，此时指示灯亮起；扔垃圾时只需将手伸到感应区上方一定距离内，感应开关自动闭合，动力装置工作，垃圾桶盖缓缓打开，这表明灯泡和动力装置能各自独立工作，并联在电路中，启动开关接在干路中，控制整个电路；感应开关控制动力装置，串联在一条支路中，故C符合题意。故选C。
8．B
【详解】
由题意知，电源电压为4.5V，电阻两端的电压为2.5V，则滑动变阻器两端的电压应为
U=4.5V-2.5V=2V
根据串联分压的知识
滑动变阻器的最大阻值为10Ω，电阻的阻值为滑动变阻器阻值的2倍，
所以其两端的电压也为滑动变阻器两端电压的2倍，其电阻太大或滑动变阻器的最大阻值太小，而造成了电压表示数始终大于2.5V，而无法达到2.5V，CD都能造成这一现象，不符合题意；
若降低电源电压，则电阻两端的电压会降低，电压表的示数可能达到2.5V，B不可能造成这一现象，符合题意；
因为电压表的示数始终大于2.5V，若控制电压低于2.5V，电压表的示数更不可能达到控制电压，故A可造成该现象，不符合题意。
故选B。
9．D
【详解】
由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R并联，电压表测电源的电压，电流表测通过L的电流；
AD．因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，滑片移动时，通过L的电流不变即电流表的示数不变，故A错误、D正确；
BC．因电源的电压不变，所以，滑片移动时电压表的示数不变，故BC错误。
故选D正确。
10．C
【详解】
A．如果灯泡L1短路，灯泡L2会发光。故A不符合题意；
B．如果灯泡L2断路，电压表接到a、e处，电路断路，电压表没有示数，故B不符合题意；
C．如果d、e段断路，整个电路断路，两灯都不亮；将电压表接在a、f，a、e有示数，a、d无示数。故C符合题意；
D．如果b、f段断路，整个电路断路，两灯都不亮，电压表接在a、e间无示数。故D不符合题意。
故选C。
11．R1断路 偏大
【详解】
(1)[1]某次使用过程中电流表和电压表示数都等于0，说明电路中出现断路，如果R2断路，电压表有示数，不符合题意，如果R1断路，两个电表没有示数，符合题意。
(2)[2]如果将电流表盘标成酒精浓度表，电路中的电流越小，R1的阻值不变，由欧姆定律可知R1的阻值变大，由图像可知，酒精浓度增小，所以由于使用时间过长导致电源电压下降，使通过电路的电流变小，会使酒精浓度测量结果偏大。
12．减小 增大
【详解】
[1][2]由图知，定值电阻R0与光敏电阻R串联，电压表测光敏电阻R的电压，电流表测电路中的电流；当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时，光照强度减弱，光敏电阻R的阻值增大，根据串联电阻的规律，总电阻变大，由欧姆定律可知，电路中电流变小，即电流表示数减小；根据U=IR可知，定值电阻R0的电压变小，根据串联电路电压的规律，光敏电阻R的电压增大，即电压表示数增大。
13．减小 增大
【详解】
∵R1、R2串联，
∴通过两电阻的电流相等，
当R1两端电压减小时，
∵U=IR，
∴R1的电阻在减小，
从电路图可以看出R1的电阻减小，应该是增大到屏下端的距离．
14．0 30Ω 200N 越大
【详解】
[1]由图示可知，滑片在a端时，电压表所测电压为零，电压表示数为0V；
[2]电压表示数为3V时，电路电流：
，
此时电阻R0的阻值：
；
[3]电路电流：
，
与电压表并联电阻的阻值：
，
弹簧的伸长量：
，
由图乙所示图象可知，此时拉力为：200N；
[4] 电流表与电阻R1是并联关系，当拉力计拉力越大时，电路中的总电阻在变小，因此电流表的示数越大。
15．(1)60；(2)2.4V；(3)30
【详解】
(1)当电流表的示数为40mA时，电路总电阻
根据串联电路总电阻等于各电阻之和，得湿敏电阻R接入电路中的阻值
R＝R总－R0＝150－90=60
(2)根据图像，当RH=50%时，R＝60，则电路中的电流
则湿敏电阻R两端的电压
UR＝IR＝0.04A×60=2.4V
(3)当电压表示数为1.5V， 即UR′＝1.5V时，定值电阻两端的电压为
U0′＝6V1.5V=4.5V
此时电路中的电流
根据欧姆定律得湿敏电阻R的大小为
答：(1)当电流表的示数为40mA时，湿敏电阻R接入电路中的阻值为60。
(2)当湿度RH＝50%时，电压表示数为2.4V。
(3)当电压表示数为1.5V时，湿敏电阻R的大小为30。
16．电流与电阻之积IR R为定值电阻，丙图中串联滑动变阻器，可较方便的改变电阻的电压和电流，达到多次测量的目的
【详解】
（1）[1]下表是某同学“探究电流与电阻关系”实验设计的表格，为便于研究电流电阻关系，要保证电路中电阻两端电压不变，其他同学发现其设计的表格中缺少一项，该项是：电流与电阻之积IR。
（2）[2]“探究电流与电压关系”实验，要控制电阻大小不变，而图甲中灯的电阻随温度的变化而变化，故不可行，乙图中，R为定值电阻；为得出普遍性的规律，要多次测量，两图和乙图比，电路中串联一个滑动变阻器，可较方便的改变电阻的电压和电流，从而多次测量。
（3）[3] 拓展探究：
①闭合开关S、S1、断开开关S2时，两电阻串联，测得电压表的示数U1，即Rx的电压；
②闭合开关S、S2、断开开关S1时，两电阻串联，测得电压表的示数U2，即电源的电压，
③根据串联电路电压的规律，在②中，定值电阻的电压为：U2-U1，由分压原理：
待测电阻
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