4.6电路的分析与运用 培优专题（含解析）

电路的分析与运用 培优专题
一 、选择题
1.如图是甲、乙两电阻的电流随电压变化的曲线，据图判断( )。
A．R 甲R 乙 D．无法确定
2.矿泉水中含有人体所需的多种矿物质， 导电能力较强。纯净水是用自来水经过多层过滤后得到的饮 用水，矿物质含量较少，导电能力较差。小明根据它们导电能力不同这一特点，设计了如图所示的实 验装置，M、N 是相同的两根细长玻璃管，M 内装满矿泉水，N 内装满纯净水。先将单刀双掷开关 S 拨到
1，则( )
A．将滑动变阻器的滑片 P 向右移动时，通过管 M 内的电流增大
B．将滑动变阻器的滑片 P 向右移动时，电压表的示数减小
C．保持滑动变阻器的滑片 P 位置不变， 将开关 S 拨到 2 时， 通过 R 的电流增大
D．保持滑动变阻器的滑片 P 位置不变， 将开关 S 拨到 2 时， 电压表示数减小
3.某输液警报器能在药液流完时， 通过电铃发声报警。该报警器内部有一可变电阻 R，其阻值随管内液 体的减少而减小。通过电铃的电流需要达到一定大小时电铃才能发声。下列几个电路中符合报警要求，
且当输液管内液体越少， 电表的示数也越小的是( )
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A.
B.
C.
D.
4.如图，电源电压 18V 且保持不变，电流表接“0～0.6A”量程，电压表接“0～15V”量程，灯泡上标 有“12V，6W”字样， 灯丝电阻保持恒定不变，要求两电表示数均不超过量程，灯泡两端电压不能超过
额定电压， 下列说法正确的是( )
A．滑动变阻器的滑片向左移动， 两电表的示数都将变小
B．当电压表示数为 12V 时，电流表示数为 0.4A
C．该电路的最大功率是 10.8W
D．滑动变阻器允许调节的范围是 12 欧～120 欧
5.如图所示的电路中， 闭合开关 S 后， 两灯都不亮， 电压表有示数， 电流表无示数， 则该电路故障可
能是( )
A．电流表短路 B．灯泡 L1 断路 C．灯泡 L2 短路 D．灯泡 L2 断路
6.如右图所示电路中，电源电压不变，当闭合开关 S，滑动变阻器的滑片 P 从中点向上移动时，则电流
表 A 的示数、电压表 V 的示数变化情况是( )
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A．A 表示数变小， V 表示数变大
B．A 表示数变大， V 表示数变小
C．A 表示数变大， V 表示数变大
D．A 表示数变小， V 表示数不变
7.如图所示的电路中，电源电压不变，R1 为定值电阻，开关 S 闭合后，滑动变阻器滑片 P 向右移动时，
下列说法正确的是( )
A．电流表示数变小，电压表与电流表示数之比变大
B．电流表示数变小，电压表与电流表示数之比不变
C．电流表示数变大，电压表与电流表示数之比不变
D．电压表示数变大，电压表与电流表示数之比变大
8.如图所示是一个电热器电路。电热丝、指示灯、开关构成串联电路，接在电源上， 已知该电路中有 一个元件断路， 有一个元件短路，但不知道是哪两个元件有故障。今用一个校验电灯分别并联接入某
电路两端， 得到如表所示的结果。
校验次数 1 2 3 4 5 6
校验电灯接入点 a、f a、b c、d e、f a、d c、f
较验电灯发光情况 正常发光 不发光 亮度较暗 不发光 亮度较暗 正常发光
根据表格内容可判断( )
A．指示灯断路，开关短路 B．指示灯断路，电热丝短路
C．电热丝断路，开关短路 D．开关断路， 指示灯短路
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9.小明同学设计如图甲所示电路，电源电压保持不变，当闭合开关 S，调节滑动变阻器，两电压表的示 数与电路中电流变化如图乙所示。当他将电阻 R2 的最大阻值改为 10Ω, 则此时两电压表的示数与电路
中电流变化的图像最接近于下列图中的( )
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A.
B． C.
D.
10.如图所示， 只闭合开关 S 时， 两灯均不亮，同时闭合开关 S 和 Sl 时， 灯 L1 亮，L2 不亮， 电路可能出
现的故障是( )
A．灯 L1 断路 B．灯 L2 断路 C．灯 L1 短路 D．灯 L2 短路
二 、填空题
11.伏安法测电阻 R 的电路中，某同学做了如下实验， 请你一起帮助完成下列问题。
（1）当滑片 P 在某点时，电压表的示数是 8.5V，电流表示数如图为 A,则被测电阻 R 的阻值
是 Ω。
（2）若闭合开关后发现电压表指针偏转接近电源电压值， 电流表指针没有偏转，该故障的原因是
A．电阻 R 接线短路 B．电阻 R 接线断路 C．电源接触不良
12.如图所示，D1 和 D2 是两个二极管；二极管是一种具有单向导电性能的器材。当有按图中箭头方向的 电流通过二极管时， 二极管的电阻为零； 当有按图中箭头反方向的电流通过二极管时， 二极管的电阻 无穷大。电阻 R1、R2、R3 的阻值均为 10 , 在 a、b 间接电压恒为 6V 的电源。当 a 接电源正极， 闭合开 关 S 时，流过电流表的电流 I1 为 A；当 b 接电源正极，闭合开关 S 时，流过电流表的电流 I2
为A.
13.梅雨季节， 空气潮湿，路面湿滑，为保证师生通行安全， 好学的英英同学设计了如图乙警示灯的模
拟电路。
（1）在电路中串联一个湿敏电阻，当湿度变大，电流高达一定程度时警示灯才发光，因此应选择图甲
中的 （填“R1 ”或“R2 ”）湿敏电阻。
（2）为了提高警示效果，要求警示灯能亮暗闪烁，湿敏电阻应连接在图乙的 （填“A”或
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“B”）位置。
三 、实验题
14.小科用两节新干电池、规格为“15 1.0A ”的滑动变阻器、电流表、电压表等器材来测量 R0 阻值.
请分析回答：
（1）根据以上信息：用笔画线代替导线将图中电路连接完整.
（2）连接好电路， 闭合开关，移动滑动变阻器滑片（第一次实验数据是在刚闭合开关时测得），当滑 片恰好在 C 点时， 两表示数分别为 1V、0.2A：当滑片移过 C 点后，两表没有示数， 继续移动也是如
此。测得数据如下表所示：
小科同学的实验操作并不规范， 你认为不规范之处
为 。
实验次数 1 2 3 4 5
电流表示数/A 0.6 0.48 0.40 0.20 0
电压表示数/V 3.0 2.4 2.0 1.0 0
（3）该同学用这套器材（所有器材不变），并增加了 10 、15 、20Ω . （共三个定值电阻） 继续探
究“ 电流与电阻的关系 ”，根据实验目的电阻两端电压最低可以控制到 。（填序号）
①1.0V ②1.5V ③1.8V ④2.0V
四 、解答题
15.如图为高温高压蒸汽消毒锅自动测定锅内温度的电路原理图。其中 R0 为定值电阻， 阻值为 5Ω , A 为温度指示表(实质是一只量程为 0～0.6A 的电流表)，Rx (测温探头)为热敏电阻(其电阻值随锅内温度
的变化而变化)。关于热敏电阻的阻值与温度的对应关系如下表所示：
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锅内的温度值/℃ 25 37.5 50 62.5 75 87.5 100 112.5 125
Rx 对应的电阻值/Ω 150 80 50 30 20 15 10 7
（1）若锅内温度为 75℃时电流表的示数为 0.24A，求电源的电压 U。
（2）若锅内温度为 125℃时电流表的示数为 0.6A，求此时热敏电阻 Rx 的阻值。
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电路的分析与运用 培优专题答案解析
一 、选择题
1.A
【解析】根据欧姆定律的变形式R = 分析判断即可。
根据公式R = 可知， 当电压相等时， 电流与电阻成反比。
如下图所示，当电压相同时，通过它们的电流：I 甲>I 乙；
那么 R 甲故选 A.
2.
解：A．单刀双掷开关 S 拨到 1，并将滑动变阻器的滑片 P 向右移动时，滑动变阻器接入电路阻值变大，
即电路中的总电阻变大， 由 I＝可知，电路中的电流减小，即通过管 M 内的电流减小， 故 A 错误；
B、单刀双掷开关 S 拨到 1，并将滑动变阻器的滑片 P 向右移动时，滑动变阻器接入电路阻值变大，而
串联电路起分压作用，故滑动变阻器两端电压变大，即电压表示数变大，故 B 错误；
CD、保持滑动变阻器的滑片 P 位置不变，将开关 S 拨到 2 时，N 与滑动变阻器串联，而 N 为纯净水， 电
阻大， 因此此时电路中的总电阻变大，由 I＝可知，电路中的电流减小； 而串联电路起分压作用， 故
N 两端电压变大，又由串联电路两端电压等于各部分电压之和可知， 滑动变阻器两端电压变小，即电压
表示数变小。故 C 错误， D 正确。
故选： D。
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3.
解：
（1）当输液管内液体越少，R 的阻值越小，能使通过电铃的电流增大， 所以 R 与电铃应串联在电路，
而 C 图中电铃与 R 并联， 故 C 图不符合题意；
（2）R 与电铃串联， R 的阻值越小， 电路总电阻变小， 电源电压一定， 由 I＝知电路中电流变大， 故
A 图不符合题意；
由 U＝IR 知，此时电铃两端电压变大，由串联电路的电压特点知，R 两端电压变小，故 B 错误，D 正确。
故选： D。
4.
解：由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电
流。
（1）滑动变阻器的滑片向左移动时， 接入电路中的电阻变小， 电路中的总电阻变小，由 I＝可知，
电路中的电流变大， 即电流表的示数变大；
由 U＝IR 可知，灯泡两端的电压变大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以， 滑动变阻器两
端的电压变小， 即电压表的示数变小，故 A 错误；
（2）由 P＝UI 可得，灯泡的额定电流：IL ＝ ＝ ＝0.5A，
灯泡的电阻：RL ＝ ＝ ＝24Ω ,
当电流表示数为 0.4A 时，灯泡两端的电压：UL ′＝IRL ＝0.4A×24Ω =9.6V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以， 此时电压表的示数：U 滑 ＝U﹣UL ′＝18V﹣9.6V＝8.4V，故 B 错误；
（3）因串联电路中各处的电流相等， 且灯泡的额定电流为 0.5A，电流表的量程为 0～0.6A，所以， 电
路中的最大电流为 0.5A，此时滑动变阻器接入电路中的阻值最小，
此时电路中的总电阻：R＝ ＝ ＝36Ω ,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
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所以， 滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R 滑小 ＝R﹣RL ＝36Ω﹣24Ω = 12Ω;
则电路消耗的最大功率： P 大 ＝UI 大 ＝18V×0.5A＝9W，故 C 错误；
当电压表的示数最大为 15V 时， 滑动变阻器接入电路中的电阻最大，
此时灯泡两端的电压：UL ″＝U﹣U 滑大 ＝18V﹣15V＝3V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以， ＝，即 = ,
解得： R 滑大 ＝120Ω ,
所以， 滑动变阻器允许调节的范围是 12Ω~120Ω,故 D 正确。
故选： D。
5.B
【解析】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。
A．电流表短路时，电流表没有示数，但是对灯泡没有影响，此时灯泡发光，电压表都有示数，故 A 不
合题意；
B.灯泡 L1 断路时， 此时没有电流经过电流表， 即电流表的示数为零，L1 不发光。此时电压表串联在电 路上， 它测电源电压，即此时电压表的示数不为零。由于电压表的内阻很大，因此通过灯泡 L2 的电流
很小， 因此 L2 不发光， 故 B 符合题意；
C.灯泡 L2 短路时， 电压表同时被短路，此时电压表没有示数， 与题意不符， 故 C 不合题意；
D.灯泡 L2 断路时， 整个电路没有电流，所有的灯泡不发光，所有的电表没有示数， 故 D 不合题意。
故选 B。
6.
解：
由电路图可知， 定值电阻 R1 和滑动变阻器 R2 并联， 电压表测电源两端的电压，电流表测干路电流，
因电源电压不变，所以滑片移动时电压表 V 的示数不变， 故 ABC 错误；
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 R1 的电流不变，
当滑动变阻器的滑片 P 从中点向上移动时，接入电路中的电阻变大，
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由 I＝可知，通过 R2 的电流变小，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以， 干路电流变小，即电流表 A 的示数变小，故 D 正确。
故选： D。
7.B
【解析】（1）根据公式I = 可知，当电压不变时， 电流与电阻成反比；
（2）根据公式R = 可知，导体的电阻在数值上等于它两端的电压与电流的比值。
电阻 R1 与变阻器 R2 串联， 电压表测 R1 的电压，电流表测串联电路的电流；
当滑动变阻器的滑片向右移动时，R2 的阻值变大，
根据 R 总=R1+R2 可知，串联电路的总电阻变大；
根据公式I = 可知， 电源电压不变， 那么电流表的示数变小；
电压表测 R1 的电压，电流表测通过电阻 R1 的电流，
根据公式R = 可知， 电压表和电流表的示数之比就等于 R1 的阻值，即保持不变。
故选 B。
8.D
【解析】校验电灯分别并联接入某电路两端， 若不能发光，说明接入的两点不能接到电源的两极，若
能正常发光，说明得到 220V 电压， 若发光较暗， 说明与指示灯或电热丝串联后形成通路。
接 a、f 时能正常发光， 说明电源正常；
接 a、b 时，不发光，说明 c 不能接到电源上；
接 c、d 时，发光暗，说明 c、d 能接到电源上；
接 e、f 时，不发光，说明 e 不能接到电源上；
接 a、d 时发光暗， 说明电热丝正常；
接 c、f 时，正常发光说明灯短路了， 故开关处也断路了。
故选 D。
9.
解：由电路图可知， R1 、R2 串联， 电流表测量串联电路中的电流，电压表 V1 测量 R1 两端电压，电压表 第 11 页（共 15 页）
V2 测量滑动变阻器两端的电压；
从图中信息可以看出， b 图像中的电压值可以为零， 因此 b 对应的电压表为 V2 示数变化的图像，a 对应
的电压表为 V1 示数变化的图像；
当滑动变阻器两端电压为零时， 电压表 V1 示数即为电源电压， 故从图像中可以看出，电源电压为 12V；
由图象可知，电路中的电流 I1 ＝0.2A，R1 两端的电压 U1 ＝6V，
电阻 R1 的阻值：R1 ＝ ＝ ＝30Ω;
将电阻 R2 的阻值改为 10Ω ,
当滑片在最左端时，滑动变阻器接入电路的电阻最小， 阻值为 0，根据欧姆定律可知，滑动变阻器两端
的电压为 0，电压表 V2 的示数为零；
根据串联电路特点可知， R1 两端的电压等于电源电压，即电压表 V1 的示数为 12V；
此时则电路中的电流最大，电流表的示数为 I 左＝ ＝ ＝0.4A；
当滑片在最右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据欧姆定律可知，电路中的电流最小，电流
表的示数 I 右 ＝ ＝ ＝0.3A；
电压表 V1 的示数为：U1 ′＝I 右 R1 ＝0.3A×30Ω =9V；
电压表 V2 的示数为：U2 ′＝I 右 R2 ＝0.3A×10Ω =3V。
由于 R1 的阻值始终大于滑动变阻器 R2 的阻值，根据串联分压的特点可知，R1 两端的电压始终大于 R2 两
端的电压， 故 C 图符合题意。
故选： C。
10.B
【解析】将各个选项中的故障代入电路， 分析可能出现的现象，哪个与题干描述一致， 哪个就是正确
选项。
A． 如果灯 L1 断路， 那么无论开关 S1 闭合还是断开，电路里都没有电流，灯泡 L1 就不会发光， 故 A
不合题意；
B. 只闭合开关 S 时，两个灯泡串联，如果灯 L2 断路，那么整个电路没有电流，两灯都不亮；当同时闭
合开关 S 和 S1 时， 灯泡 L2 被短路，此时灯泡 L1 有电流经过，那么它会发光， 故 B 符合题意；
C.如果灯 L1 短路， 那么它不会发光， 故 C 不合题意；
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D.如果灯 L2 短路， 那么只闭合开关 S 时， 灯泡 L1 就应该发光， 故 D 不合题意。
故选 B。
二 、填空题
11.（1）1.7；5
（2）B
【解析】（1）根据图片确定电流表的量程和分度值，然后读出示数，然后根据R = 计算 R 的阻值；
（2）在伏安法测量电阻的实验中，如果与电压表并联的电阻发生断路， 那么电压表串联在电路中。由 于它的内阻很大，所以通过电流表的示数会很小， 几乎不动。串联电路中电压分配与电阻成正比，因
此电压表几乎分得全部电压，所以示数接近电源电压，据此判断即可。
（1）跟家图片可知，电流表选择量程0~3A，分度值为0.1A，那么读数为 1.7A，那么电阻R = I (U) = 1 (8). (.)7A (5V) = 5Ω;
（2）A．电阻 R 接线短路，那么电压表也被短路， 示数为零， 故 A 不合题意；
B.如果与电压表并联的电阻发生断路，那么电压表串联在电路中。 由于它的内阻很大， 所以通过电流 表的示数会很小，几乎不动。串联电路中电压分配与电阻成正比， 因此电压表几乎分得全部电压，所
以示数接近电源电压，故 B 符合题意；
C.如果电源接触不良，那么电压表有示数时， 电流表应该也有示数，故 C 不合题意。
故选 B。
12.0.6；0.2
【解析】首先根据二极管的导通情况分析电阻的串并联情况， 再根据欧姆定律计算出电流表的示数即
可。
①当 a 接电源正极时，两个二极管都是导通的，则此时 R2 与 R3 都被短路，只有 R1 正常工作，此时通过
电流表的电流为：I1 = = = 0.6A；
②当 b 接电源正极时，两个二极管都是断开状态， 此时三个电阻串联， 则电流表的示数为：
I总 = R (U)总 (总) = = 0.2A。
13.
解：（1）根据题意可知，当湿度变大时，电流越大，由欧姆定律可知，湿敏电阻随湿度的增加而减小，
由图甲知： R1 的电阻随湿度的增加而增加，R2 的电阻随湿度的增加而减小， 因此 R2 为湿敏电阻。
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（2）由图甲知，当空气潮湿（湿度大） 时， 湿敏电阻的阻值变小，根据 I＝可知，电路的电流增大，
电磁铁的磁性变强，将衔铁吸引下来， 此时电磁铁与湿敏电阻被短路，电路的电流突然增大，警示灯 一下变得很亮，同时电磁铁失去磁性， 衔铁会弹簧拉起，灯变暗，这样警示灯能亮暗闪烁，而将湿敏
电阻接在 A 点， 灯与湿敏电阻总是串联， 则灯的亮度不变，因此湿敏电阻应连接在图乙的 B 位置。
故答案为：（1）R2 ；（2）B。
三 、实验题
14.（1）
（2）连接电路时， 没有将滑动变阻器滑片移到阻值最大处
（3）④
【解析】（1）根据电压表的使用方法解答；
（2）在连接电路时，为了防止电流过大烧坏用电器，要求变阻器的阻值必须调到最大。根据表格可知， 在移动滑片时， 电流表的示数不断减小， 即变阻器的阻值在不断增大， 这说明变阻器的滑片肯定不在 阻值最大的位置。根据电源电压为 3.0V，由第一次实验时，电压表示数为 3.0V，可知变阻器连入电路
的电阻为 0；
（3）探究“ 电流与电阻的关系 ”时，要控制电阻的电压不变；由串联电路的规律及分压原理得出控制
的最小电压。
（1）电源电压为 3V，故电压表选用小量程与电阻并联， 如下所示：
（2）电源电压为 3.0V，第一次实验时，电压表示数为 3.0V，故变阻器连入电路的电阻为 0，当滑片恰 第 14 页（共 15 页）
好在 C 点时，两表示数分别为 1V、0.2A，
由串联电路的规律及欧姆定律，
此时变阻器连入电路的电阻为： R滑 = U I ( )2U2 = 30 (V)2A ( 1)V = 10Ω;
当滑片移过 C 点后， 发现两表没有示数， 继续向左移动也是如此， 则说明 C 点以左电阻丝断路了，故
不规范之处在于：连接电路时， 没有将滑动变阻器滑片移到阻值最大处；
（3）由（2）可知， 由于变阻器的部分电阻丝存在断路， 其实际最大阻值为 10 欧；
探究“ 电流与电阻的关系 ”时， 要控制电阻的电压不变；
由串联电路的规律及分压原理有： = R (R)定 (滑) ，
左边为一定值， 右边也为一定值，当变阻器连入电路的电阻最大时，对应的定值电阻也最大，
此时电压表控制的电压最小，故有： 3VV = 20 (10)Ω (Ω);
解得： 控制的最小电压为：UV=2V。
故选④。
四 、解答题
15.（1）当 t＝75℃ , Rx＝20Ω , R0＝5Ω ,
R＝Rx＋R0＝20Ω+5Ω =25Ω ,
U＝IR＝0.24A×25Ω =6V
（2）当 t′ ＝125℃ , I′ ＝0.6A
R′ ＝ ＝ ＝10Ω
Rx ＝R′－R0 ＝10Ω-5Ω=5Ω
【解析】（1）根据电路图可知， 定值电阻 R0 与热敏电阻 Rx 串联； 首先通过表格确定 75℃时热敏电阻
Rx 的阻值，然后根据 R＝Rx＋R0 计算出总电阻， 最后根据 U＝IR 计算电源电压；
（2）首先根据R′ = 计算出 125℃时串联电路的总电阻， 然后根据 Rx ＝R′－R0 计算热敏电阻 Rx 的阻
值。
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