专题提升九 电路分析与应用
1．[2015·娄底]如图Z9-12所示，在探究并联电路的电流关系时，小明把阻值不等的两个灯泡接入电路中，用电流表测出通过A、B、C三点的电流分别为IA、IB、IC。关于它们之间大小关系，正确的是 ( B )
图Z9-12
A．IA＝IB＝IC
B．IA＝IB＋IC
C．IA＞IB＝IC
D．IA＜IB＜IC
【解析】 由图可知，该电路为并联电路，A点在干路上，B、C两点在两条支路上；并联电路电流的特点是：干路电流等于各支路电流之和，因此有IA＝IB＋IC；由于两个灯的阻值不相等，因此IB≠IC。
2．[2014·苏州]为了测定风速的大小，小明设计了下列四种装置。图中探头、金属杆和滑动变阻器的滑片P相连，可上下移动。现要求：当风吹过探头时，滑动变阻器的滑片P向上移动，且风速增大时电压表的示数增大。以下四个图中符合要求的是 ( D )
3．[2016·预测]定值电阻R1和R2串联后，接在电压可调的电源两端，电路中的电流I随电源电压U变化关系的图像如图Z9-13所示。已知R1＝2Ω，则R2＝__4__Ω。
【解析】 串联电流相等，两个电阻阻值不变，选取一个坐标点分析总电阻，再计算R2。
4．[2015·德州]如图Z9-14图甲所示为测量定值电阻Rx阻值的实验电路，器材可以满足实验要求。
图Z9-14
(1)同学们按照电路图正确连接电路后，闭合开关，改变电阻Rx两端的电压进行了三次测量，其中第二次实验中电流表的示数如图乙所示，请将表格中的实验数据补充完整。
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
1.6
1.8
电流I/A
0.32
0.50
0.56
电阻Rx/Ω
3.13
__3.20__
3.21
电阻的平均值R′x/Ω
3.18
(2)同学们又设计了两种测量方案，方案中定值电阻的阻值为R0。
①方案一：闭合开关S，如果电压表V1和V2的读数分别为U1和U2，则电阻Rx的阻值表达式为Rx＝__U2R0/U1__；
②方案二：电路中Rx≠R0，将S接到a，读出电流表的示数I1；再将S接到b，读出电流表的示数I2；由I1R0＝I2 Rx可得Rx＝I1R0/I2。请判断结果是否正确并简要说明理由：__该方案不正确，滑动变阻器R′接入电路的阻值不为0时，两种情况下Rx和R0两端的电压不相等。(或该方案正确，滑动变阻器R′接入电路的阻值为0时，两端电压的等量关系成立)__。
专题提升九 电路分析与应用
1．[2015·哈尔滨]下列各电路中，闭合开关，两个灯泡不能都发光的电路是
( C )
2．[2014·泉州]如图Z9-1所示的电路中，电源电压不变，只闭合开关S1时，电压表V1与V2的示数之比为3∶2；只闭合开关S2时，电压表V1与V2的示数之比为5∶3，则R1与R2的电阻之比为 ( C )
A．3∶5 B．2∶3
C．4∶3 D．5∶3
3．如图Z9-2所示为一种家庭电路带指示灯的按键开关的电路图。使用时发现，当开关断开时，照明灯甲熄灭，指示灯乙发出微光；当开关闭合时，只有照明灯甲发光。根据这种开关的控制特性可以判断 ( D )
图Z9-2
A．甲灯的电阻略大于乙灯的电阻
B．甲灯的电阻远大于乙灯的电阻
C．甲灯的电阻略小于乙灯的电阻
D．甲灯的电阻远小于乙灯的电阻
【解析】 断开开关时，两灯串联，串联电路中电流相等，较亮的灯电阻大，功率大。
4．[2015·聊城]如图Z9-3所示电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，下列判断不正确的是 ( B )
图Z9-3
A．电压表V示数不变，电流表A2示数变小
B．电流表A1示数变大，电流表A2的示数变小
C．电压表V示数和电流表A2示数的比值变大
D．电流表A1示数和电流表A2示数的差值不变
5．[2015·临沂]如图Z9-4所示的电路中，电源电压6V保持不变，定值电阻阻值为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端移动的过程中，以下说法正确的是 ( B )
图Z9-4
A．电压表的示数减小
B．电压表示数与电流表的示数之比不变
C．当滑片移到中点时，电压表示数为2V
D．当滑片移到a端时，电流表示数为0.2A
6．如图Z9-5所示的电路中，电源电压保持不变，R2、R3是两个定值电阻。闭合开关S、滑片P向左滑动，当电流表示数变化量的绝对值为ΔI时，电压表示数变化量的绝对值为ΔU；当电流表示数变化量的绝对值为ΔI′时，电压表示数变化量的绝对值为ΔU′。若ΔI<ΔI′，则 ( A )
图Z9-5
A.＝
B.<
C.>
D．以上三种情况都有可能
【解析】 电路中三个电阻串联，电压表测量变阻器两端电压。
7．[2015·东营]如图Z9-6所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，将滑片P向左移动，电压表示数__变小__(选填“变大”“变小”或“不变”)，电流表示数__变大__(选填“变大”“变小”或“不变”)。
图Z9-6
图Z9-7
8．[2014·上海]在图Z9-7所示的电路中，将电压表V1、V2正确连入电路，闭合开关S，电路正常工作，各电表的示数均不为零。移动滑动变阻器R2的滑片P，电压表V1与电流表A示数的比值不发生变化，电压表V2与电流表A示数的比值发生变化。
(1)电压表V2测量的是__电源或R2__两端的电压。
(2)若电压表V1与V2示数的比值逐渐变小，则变阻器的滑片P正在向__b__端移动(选填“a”或“b”)。
9．[2015·北京]小阳在探究“电路中一个可变电阻两端电压U与通过它的电流I的关系”时，得到如下表所示的实验数据。请根据表中数据归纳出U与I的关系：U＝____－5I＋8__。
I/A
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
U/V
7
6
5
4
3
2
10.[2015?南京]小明利用图Z9-8图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”，根据实验的数据绘出了I-1/R图像，如图乙所示。分析图像可知，当导体的电阻为__10__Ω时，通过它的电流为0.2A；当电流分别为0.25A和0.5A时，接入电路的导体的电阻之比为__2∶1__；实验过程中，小明控制导体两端的电压为__2__V。
图Z9-8
【解析】 根据实验的数据绘出了I-1/R图像，可知当电流为0.2A时，对应的1/R＝0.1Ω－1，则电阻为R＝10Ω；因为电压一定时，导体中的电流与其电阻成反比，故当电流分别为I1＝0.25A和I2＝0.5A时，接入电路的导体的电阻之比R1∶R2＝I2∶I1＝0.5A∶0.25A＝2∶1；根据I＝0.2A，R＝10Ω，由I＝U/R可得电源电压为U＝IR＝0.2A×10Ω＝2V。
11．[2014·桂林]在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中，有如下器材：电压表、电流表、滑动变阻器、开关、两节干电池、定值电阻R(分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)、导线若干。小明在实验时连接的电路如图Z9-9图1所示。
图1 图2
图Z9-9
(1)在探究“电流与电压的关系”实验中：
①闭合开关前，要将滑动变阻器滑片移至__A__(选填“A”或“B”)端；电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和__改变电阻两端电压，进行多次测量__的作用；
②闭合开关S，无论如何移动滑动变阻器的滑片P，发现电流表示数几乎为零，电压表示数约为3V，此时，电路出现的故障可能是__R处断路__；小明排除故障后继续实验。
(2)在探究“电流与电阻的关系”实验中：
①电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和__控制电阻R两端电压不变__的作用；
②小明先将R＝10Ω的电阻接入，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V，记下电流表示数；接着在滑动变阻器的滑片位置不变时，把R换为15Ω的电阻时，应向__A__(选填“A”或“B”)方向移动滑动变阻器的滑片P，才能使电压表示数为2.5V，同时记下电流表的示数；
③若要使所给的5个定值电阻分别接入电路中都能正常进行实验，应该选取至少标有__5__Ω的滑动变阻器；
④根据多次测量数据描绘出电流随电阻变化的图像如图2所示，小明由图像得出的结论是：__电压一定时，电流与电阻成反比__。
(3)若继续使用该实验电路，还可以进行的实验有__伏安法测电阻__(只要求填写一个实验名称)。
12．为了防止酒驾事故的出现，酒精测试仪已被广泛应用。交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理如图Z9-10所示。电源电压恒为8V，传感器电阻R2的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，当酒精气体的浓度为0时，R2的电阻为60Ω。使用前要通过调零旋扭(即滑动变阻器R1的滑片)对酒精测试仪进行调零，此时电压表的示数为6V。
图Z9-10
(1)电压表的示数为6V时，电流表的示数为多少？
(2)电压表的示数为6V时，滑动变阻器R1的电阻值为多少？
(3)调零后，R1的电阻保持不变，某驾驶员对着酒精测试仪吹气10s，若电流表的示数达到0.2A，表明驾驶员酒驾，此时电压表的示数为多少？
【答案】 (1)0.1A (2)20Ω (3)4V
【解析】 由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
(1)当酒精气体的浓度为0时，R2的电阻为60Ω，此时电压表的示数为6V，∵串联电路中各处的电流相等，∴根据欧姆定律可得，电流表的示数：I＝U2/R2＝6V/60Ω＝0.1A。
(2)∵串联电路中总电压等于各分电压之和，∴此时R1两端的电压：U1＝U－U2＝8V－6V＝2V，∴R1＝U1/I＝2V/0.1A＝20Ω。
(3)调零后，R1的电阻保持不变，此时变阻器两端的电压：U′1＝I′R1＝0.2A×20Ω＝4V，∴电压表的示数：U′2＝U－U′1＝8V－4V＝4V。
13．[2015·呼和浩特]小刘同学想测量某一定值电阻的阻值Rx(大小约在10～20Ω之间)。手头有如下器材：待测电阻Rx、电流表一只(自身电阻不计)、滑动变阻器一只(电阻从0变化，最大Rm＝10Ω)、单刀开关一个、电源一个(电源电压不变，大小未知)、导线若干。
(1)他想在一个电路中测量待测电阻，请你帮他画出电路图。
【答案】 如答图所示。
第13题答图
(2)用已知量和测得量写出待测电阻表达式Rx＝__IbRm/(Ia－Ib)__或(Ib×10Ω)(Ia－Ib)(Ia表示滑片滑到a端时电流表读数，Ib表示滑片滑到b端时电流表读数)__(简要说明各个字母的含义)。
14．[2014?湖北]如图Z9-11图甲所示的电路中，R2为滑动变阻器，R1、R3为定值电阻，电源两端电压保持恒定不变，改变滑片P的位置，两电压表的示数与电流表的示数对应关系的图像分别表示在图乙所示的坐标系中。则：
图Z9-11
(1)当滑片移至a端时，对应的是图乙中的__B__点。
(2)当滑片移至b端时，电路中的电流为__1__A。
(3)R1的阻值为多少？
(4)电源的电压为多少？
【答案】 (3)1Ω (4)12V
【解析】 (1)由电路图可知，当滑片移至a端时，滑动变阻器接入电路中的电阻为0，电路中的总电阻最小，
由I＝U/R可知，电路中的电流最大，由图像可知，对应的是图乙中的B点。
(2)当滑片移至b端时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，由图像可知电路中的电流为1A。
(3)因串联电路中电阻越大分得的电压越大，所以，当滑片移至b端时，R1两端的电压最小，图像中AB是R1的I-U图像，此时U1＝1V，电路中的电流I＝1A，则R1＝U1/I＝1V/1A＝1Ω。
(4)由图像可知，滑片位于a端时，V2的示数为3V，电路中的电流I′＝3A，滑片位于b端时，V2的示数为9V，电路中的电流I＝1A，因串联电路中的总电压等于各分电压之和，且电源的电压不变，所以，U＝UV2＋I′R3＝UV2′＋IR3，即3V＋3A×R3＝9V＋1A×R3，解得：R3＝3Ω，电源的电压U＝UV2＋I′R3＝3V＋3A×3Ω＝12V。
课件35张PPT。专题提升九 电路分析与应用1．电路故障分析(理解)
(1)电路连接错误：连接电路时开关没有断开；滑动变阻器没有处于阻值最大处。
(2)电表连接错误
①量程选择过大，指针偏转角度太小，测量误差较大；
②量程选择过小，损坏电表；
③正负接线柱接反，指针反向偏转；
④电流表并联接入电路，引起短路；
⑤电压表串联接入电路，引起断路，电压表示数接近电源电压；
⑥用电器短路：用电器不能工作，电路电流过大；
⑦用电器断路：电路中电流为0。2．探究电流与电阻、电压的关系(掌握)
(1)控制变量：探究电流与电阻关系时，控制电压大小相等；探究电流与电压关系时，控制电阻大小不变。
(2)滑动变阻器作用：探究电流与电阻关系时，作用是控制电压大小相等；探究电流与电压关系时，作用是改变电阻两端的电压。
(3)结论表述：当电阻相等时，通过导体的电流与导体两端电压成正比；当电压相等时，通过导体的电流与导体电阻成反比。【注意】
探究电流与电阻关系时，当换用较大电阻继续实验时，应向阻值较大处移动滑片以控制电阻两端电压不变。
3．欧姆定律的应用(掌握)
(2)电路计算：应用欧姆定律公式及变形公式分析计算。4．串、并联电路的特点分析与应用(掌握)【注意】
电路分析与计算中，首先分析电路的连接方式，连接方式不同，电路特点不同。类型之一 掌握电路故障分析
[2015·无锡]如图Z9-1所示的串联电路，当闭合开关后两灯都不亮。为了检测电路故障，小华将电压表接在灯L1两端，
发现电压表有明显示数，而电流表示数几乎为零。则电路故障可能是 ( )图Z9-1DA．灯L1短路
B．灯L2断路
C．电流表烧坏
D．灯L1断路
【解析】 当电压表并联到灯L1两端，发现电压表有明显示数，而电流表示数几乎为零，说明电路断路。而电压表的正负接线柱到电源正负极之间没有断路，所以灯L1断路。[2014·漳州]如图Z9-2所示的电路，电源电压是3V，闭合开关S后，两灯均发光，电压表的示数是1.4V，此时灯L1两端的电压是______V；一段时间后，两灯同时熄灭，电压表示数变大，导致这种电路故障的原因可能是____________。图Z9-21.6灯L2断路【解析】 (1)因为串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以灯L1两端的电压：U1＝U－U2＝3V－1.4V＝1.6V。(2)两灯同时熄灭，说明电路出现断路现象，电压表示数变大，说明电压表与电源两极相连，因此电路故障为灯L2断路。类型之二 探究电流与电阻、电压的关系
[2015·益阳]在“探究电流与电压的关系”的实验中，电源电压为3V，定值电阻R为10Ω，滑动变阻器规格为“10Ω 3A”。
(1)请你用笔画线代替导线，将图Z9-3中的实验电路连接完整(导线不能交叉)。图Z9-3(2)合上开关，向左移动滑动变阻器的滑片，电流表的示数将________(选填“变小”“变大”或“不变”)。
(3)通过定值电阻电流的变化范围是____________。
(4)实验数据记录如下表，分析实验数据可得：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压____________。变大0.15～0.3A成正比【答案】 (1)如答图所示。例2(1)答图【解析】 (3)根据电路图可知，当滑片位于最右端时，定值电阻R与滑动变阻器的最大阻值串联，电路中的电阻最大，电流最小，即Imin＝U/R总＝3V/(10Ω＋10Ω)＝0.15A；当滑片位于最左端时，电路为R的基本电路，电路中的电阻最小，电流最大，即Imax＝U/R0＝3V/10Ω＝0.3A；因此电路中电流的变化范围为0.15～0.3A。[2014·白银]李明和小亮利用如图Z9-4图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”。已知电源电压为6V且保持不变，实验用到的电阻R的阻值分别为10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
(1)李明根据图甲所示电路图，将图乙中的实验器材连接成实验电路，小亮在检查时认为，从实验目的来看，实验电路上有一根导线连接错了，建议李明改接。图Z9-4①请在接错的那根线上打“×”；
②另画一根导线，使电路连接正确；
【答案】 如答图所示。
变式跟进答图③如果不改接这根导线，对实验的影响是：_______________
_______________ (具体说明是什么影响)。
(2)李明将电路改接正确后，闭合开关，调节变阻器的滑片到某位置，保持电压表的示数为2.5V，电流表的示数如图丙所示，则电流表的读数是_________A，连入电路的电阻R的阻值是_________Ω。
(3)实验中，若保证电压表的示数为2.5V不变，将定值电阻R的阻值由25Ω更换为15Ω，为了保持电压表的示数不变，应将滑动变阻器的滑片向_______(选填“左”或“右”)移动；当定值电阻为10Ω，移动滑动变阻器滑片应使接入电路的阻值为_____Ω。不能测出待测电阻两端的电压0.2510左14【解析】 (1)根据图甲中电路图，顺着电流方向连接乙图中的实物图，电流表测干路电流，电压表测电阻R两端的电压，发现电压表的连接出现了问题。(2)由图可知：电流表采用的量程是0～0.6A，所以电流I＝0.25A；根据欧姆定律得：R＝U/I＝2.5V/0.25A＝10Ω。(3)定值电阻R的阻值由25Ω更换为15Ω，因为串联电路电压与电阻成正比，所以电阻两端电压会减小。要保持电压不变，需要将滑动变阻器的电阻也减小。应将滑动变阻器的滑片向左滑动；当定值电阻R的阻值换成10Ω时，电路中的电流：I′＝UR/R＝2.5V/10Ω＝0.25A，滑动变阻器的阻值：R′滑＝(U－UR)/I′＝(6V－2.5V)/0.25A＝14Ω。【点悟】 在不同实验中变阻器的作用因实验目的不同而有区别。为了电路安全，需注意电流表、电压表及用电器允许通过的最大电流。类型之三 掌握欧姆定律的应用
[2014·青海]如图Z9-5所示的电路中，灯泡的电阻RL＝12Ω，正常发光时的电压为12V，R2＝12Ω，当开关S1、S2都闭合时，电流表的示数为1.2A，这时灯泡正常发光。图Z9-5(1)求电源电压和R1的阻值。
(2)当开关都断开时，灯泡两端的电压。
【答案】 (1)12V 60Ω (2)6V
【解析】 (1)开关S1、S2都闭合时，此时灯泡正常发光，电源电压U＝UL＝12V；通过灯泡的电流：IL＝U/RL＝12V/12Ω＝1A，通过R1的电流：I1＝I－IL＝1.2A－1A＝0.2A，R1的阻值：R1＝U/I1＝12V/0.2A＝60Ω。
(2)开关S1、S2都断开时，电路电流I＝U/(RL＋R1)＝12V/(12Ω＋12Ω)＝0.5A，灯两端的电压U′L＝IRL＝0.5A×12Ω＝6V。如图Z9-6所示电路中，电源电压保持不变，
闭合开关S后，将滑动变阻器R的滑片P向左
移动，在此过程中 ( )
A．电压表V1示数变小，电压表V2示数变大
B．电流表A示数变小，电压表V1示数不变
C．电流表A示数不变，灯泡L亮度变亮
D．电压表V1示数不变，灯泡L亮度变暗图Z9-6A【解析】 电路为串联电路，V1与L并联，V2与R并联。P向左移动，电阻变大，电路中电流变小，电压表V1示数变小，电压表V2示数变大。
【点悟】 串联电路中电阻变化引起电流变化，在并联电路中，一条支路的电流发生变化，另一支路的电流不受影响。类型之四 掌握串并联电路的特点分析与应用
[2015·河北]如图Z9-7所示，R1和R2为阻值不同的定值电阻，滑片P置于变阻器中间，电源电压保持不变，下列说法不正确的是 ( )C图Z9-7A．只闭合S1，滑片向左滑动，电压表的示数不变
B．只闭合S2，滑片向右滑动，电压表与电流表A1示数的比值
变小
C．只闭合S2和S3，且滑片置于最右端时，两电流表的示数可
能相等
D．先闭合S1、S2，电路中的总电流为I1，再闭合S3并移动滑片
后，电路中的总电流为I2，I1和I2可能相等
【解析】 只闭合S2、S3且滑片位于最右端，滑动变阻器连入电路中的电阻为零，这时R1与R2并联，电流表A1测通过R1的电流，电流表A2测通过R2的电流，由于R1、R2阻值不同，根据公式I＝U/R可知：当U相同，R不同时，电流不同。只闭合S1，电路中只有滑动变阻器，电压表测电源电压，由于电源电压不变，所以移动滑片时电压表示数不变；只闭合S2，R1和滑动变阻器串联，电压表测电源电压，当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电流表的示数变大，电压表示数不变，电压表与电流表A1的比值变小；S1、S2都闭合时，R1被短路，通过滑动变阻器的电流为I1，再闭合S3时，滑动变阻器与R2并联，电路中的总电流为I2，假设通过电阻R2的电流为I′，则此时总电流为I2＝I＋I′，当滑片向左移动，电阻变大，通过的电流将变小，电路中的总电流I2可能与I1相等。
在测量小灯泡电阻的实验中，因缺少电压表，小军利用两个电流表和一个已知阻值为10Ω的电阻R0，同样测出了小灯泡的电阻，原理如图Z9-8甲图所示。小军读出电流表A1的示数为0.3A，而电流表A2的示数如图乙所示，则小灯泡L两端的电压为_____V，电阻为______Ω。图Z9-815【解析】 L与R0并联，L两端的电压与R0两端电压相等，电流表A1为干路总电流，A2为干路总电流与通过R0电流之差，应为0.2A，通过R0的电流为0.1A。
【点悟】 测量电阻时，若没有电压表，则应设计成并联电路，利用电流表测电流值及并联电路电压相等的原理测待测电阻的阻值。若只有电压表，则应设计成串联电路，利用串联电路电流相等和已知阻值的电阻测量待测电阻的阻值。
分析电流与电压关系图像致错
甲和乙两灯的正常工作电压均为6V，如图Z9-9所示为甲、乙两灯的电流随其两端电压变化的曲线。现将两
灯串联后接在某一电路中，要使其中一个灯泡
正常发光，并保证电路安全，电路的工作电流
应为________A，电源电压最大为________V。
【错解】 1.0 12图Z9-9【错因分析】 错误地应用串联电路中电源电压等于各用电器两端电压之和的原理。各灯正常工作时电压都为6V，但通过甲的电流是1.0A，通过乙的电流是0.5A，为了电路安全，串联电路中应选用低电流。甲、乙的电阻不是固定值，电路中电流为0.5A时，甲的电压是2V，乙的电压是6V，电源电压等于8V。
【正解】 0.5 8
1．如图Z9-10所示为甲、乙两个电阻的电流I与电压U的关系图像，将它们并联接入电路。下列说法正确的是 ( )
A．通过甲的电流大于通过乙的电流
B．通过甲的电流小于通过乙的电流
C．甲、乙并联的总电阻随它们两端电压的升高而减小
D．甲、乙并联的总电阻随它们两端电压的升高而增大图Z9-10D【解析】 乙是定值电阻，甲的电阻是变化的，但随着电压的增大，甲的电阻增大。2．[2015·海南]如图Z9-11所示为甲、乙两导体的电流与电压的关系图像，由图可知，甲的电阻是______Ω。若将甲和乙并联接在电路中，通过它们的电流之比I甲∶I乙＝________。
图Z9-11102∶1
