第7节 电路分析与应用（分类讲解+习题）（学案 含答案）

【专题讲解】
一、电路图、实物图相互转换
类型1　根据实物图画电路图
【例1】
根据如图所示实物图，在虚线框内画出它的电路图。
例1图1　　　　　　例1答图1
【解析】
由实物图可以看出：电流从电源的正极出发，经过开关S、灯L2、L1后，回到电源负极，因此该电路为串联电路，用导线按实物图的顺序将各元件依次连接即可。
例1图2　　　　　　　例1答图2
【解析】
由图可知：电流从电源的正极流出，经开关S1后分成两支，①灯L1；②S2和灯L2。然后汇合到一起回到电源的负极。
电路图。
变式图1　　　　　　变式答图1
　　　变式图2　　　　　　　　变式答图2
类型2　依电路图画实物图
【例2】根据如图所示的电路图，用笔画线代替导线，连接实物图。
甲
　乙
例2图
【答案】
例2答图甲
　
变式根据所示电路图，用沿笔画导线连接实物图。
变式图
【答案】
变式答图
类型3　设计电路图画实物图
例3图
【例3】
电冰箱的压缩机(电动机)是由温控开关控制的，冷藏室中的照明灯是由门控开关控制的，即开冰箱门时照明灯亮、关冰箱门时照明灯灭。请在图中用笔画线连接好符合上述要求的电冰箱工作电路图。
【答案】
例3答图
【解析】
由题意可知，压缩机与S温控串联，照明灯泡与S门控串联；灯和压缩机可以独立工作、互不影响，即为并联。
变式　某传达室要求在前后门都装上开关，前门来人按开关，传达室的电铃响，同时红灯也亮，后门来人按开关，电铃响同时绿灯亮，请按要求设计出电路图画在虚线框内，并将实物连成符合要求的电路。
变式图
【答案】
变式答图
【解析】
红灯亮、铃响表示前门来人，绿灯亮、铃响表示后门来人，说明两灯互不影响、独立工作，即为并联，且前门的控制开关与红灯在同一支路，后门的控制开关与绿灯在同一支路，均为串联关系；而无论前门还是后门来人都会响铃说明电铃串联在干路中，据此连接实物电路图并画出电路图。
1．请按照图所示的实物图画出电路图。[]
第1题图　　　　　　第1题答图
2．根据如图所示的实物图，在虚线框内画出它的电路图。
第2题图　　　　　　第2题答图
【解析】
由实物图可知，两灯泡并联，开关S2控制整个电路，S1控制灯L1。
3．在实验室，小明连好了一个如图所示的电路，请你在虚线框中画出这个电路的电路图。
[]
第3题图　　　　　　第3题答图
4．根据如图所示的实物图，在虚线框中画出电路图。
第4题图　　　　　　第4题答图
5．请根据实物电路，画出电路图。
第5题图　　　　　　第5题答图
6．根据如图所示的实物连线图，画出对应的电路图。
第6题图　　　　　　第6题答图
7．根据电路图，完成实物图连接。
[]
第7题图
　
第7题答图
【答案】
如图所示
8．请你根据电路图甲，帮助小雨同学连接图乙实物电路。
第8题图
【答案】
第8题答图
9．根据如图所示的电路图，用笔画线表示导线，将元件连接起来。
第9题图
　[]
第9题答图
【答案】
10．根据如图所示的电路图，用笔画线代替导线，连接实物图。
第10题图[]
　
第10题答图
【答案】
如图答所示
11．根据如图所示的电路图，用笔画线代替导线，连接实物图。
第11题图
　
第11题答图
【答案】
如答图所示
12．育才学校要举办科普知识竞赛，请你设计一个抢答器，要求不论哪一组按开关，主持台上的电铃都要响，而且用不同的灯泡告诉主持人是第几组按开关，按上述要求将上图所给的器件连成实物图。
第12题图
　
第12题答图
【答案】
如答图所示
二、电路故障分析
类型1　电路短路
【例1】
如图所示，当开关S闭合时，发现电流表指针偏转，电压
例1图
表指针不动。该电路的故障可能是(　A　)
A．灯L1的接线短路
B．灯L2的接线短路
C．灯L1的灯丝断了
D．灯L2的灯丝断了
【解析】
根据电路图可知L1和L2串联，电压表测L1两端的电压。由题意可知，电流
表指针偏转，说明电路中有正常的电流，而电压表指针不动，说明电压表被L1短路或电
压表自身断路，结合选项，选择A。
变式　如图当闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P在图示位置时，小灯泡正常发光，电
流表、电压表有示数。若突然发现电压表的示数变大了，则发生的情况是(　D　)[]
变式图
A．一定是滑动变阻器的滑片P向左移动
B．一定是滑动变阻器发生了断路
C．可能是灯泡发生了断路
D．可能是灯泡发生了短路
类型2　电路断路
【例2】
某同学利用如图所示电路测量小灯泡的电阻，开关闭合后小灯泡发光，两表都有示数，在实验过程中小灯泡突然熄灭，电压表示数变大，电流表示数几乎为零。请判断出现该现象的可能原因是(　C　)
例2图
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
【解析】
根据电路图可知灯L和滑动变阻器串联，电压表测L两端的电压。根据题意L
不亮，电流表几乎为零，但电压表有示数，而且示数变大，说明电压表与滑动变阻器串
联后接在电源两端，电压表的示数为电源电压，故障为L断路。
变式　图示电路中，闭合开关S，在电路各部分正常工作一段时间后，一电流表示数突
然变小，另一电流表示数不变，则电路的故障可能是(　C　)
变式图
A．R1断路　　
B．R1短路
C．R2断路　　
D．R2短路
1．某同学采用如图所示电路图做实验，开关闭合后，电路出现一处故障，以下分析中正确的是(　D　)
第1题图
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
2．如图所示实物电路中，闭合开关S，灯L1、L2都发光，一段时间后，其中一灯突然
熄灭，而电流表的示数几乎不变，产生这一现象的原因可能是(　B　)
A．灯L1断路　　　　　
B．灯L2断路
C．灯L1短路
D．灯L2短路
第2题图　　　
3．如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S前后，电流表指针所在的位置不变，下列判断中正确的是(　C　)
第3题图
A．若灯L不发光，则只有电阻R短路
B．若灯L不发光，则只有电阻R断路
C．若灯L发光，则只有电阻R短路
D．若灯L发光，则只有电阻R断路
4．如图所示的电路，闭合开关后，小灯泡不发光，电压表有示数，电流表的指针几乎不
动。则电路中的故障可能是(　C　)
第4题图
A．小灯泡短路　
B．电流表断路
C．小灯泡断路　
D．电压表短路
5．在做电学实验时，有时会遇到电路元件接触不良现象，一般要利用电压表来检测故障发生的位置。小强同学连接了如图所示的电路，开关闭合后灯泡不亮，电流表的示数为零，此时用电压表测得a、d间电压不为零，a、c间电压为零，c、d间的电压不为零，这说明(　B　)
第5题图[]
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．电流表连接柱接触不良
D．灯泡灯丝断了或灯座接触不良
6．如图所示的电路，电源电压不变。闭合开关S，正常工作一段时间后灯L2熄灭。已
知电路中只有一处发生故障，且只发生在灯L1或L2上，则下列判断中错误的是(　D　)
第6题图
A．如果只有一个电表的示数变大，这个电表一定是电压表
B．如果电压表、电流表示数均变小，一定是电灯L2断路
C．如果电压表、电流表示数均变大，一定是电灯L2短路
D．如果只有一个电表的示数变大，一定是电灯L1短路
7．如图所示，电压不变，两只电表均完好，开关S闭合后，发现只有一只电表的指针发生偏转，若电路中只有一个灯泡出现了故障，则可能是(　C　)
第7题图
A．电压表指针发生偏转，灯泡L1短路[]
B．电流表指针发生偏转，灯泡L2断路
C．电压表指针发生偏转，灯泡L1断路[]
D．电流表指针发生偏转，灯泡L2短路
8．在如图所示的电路中，开关电压保持不变，闭合开关S，电路正常工作。一段时间后，电流表A的示数变小，电压表V的示数不变。若故障只发生在电阻R1、R2上，用某完好的定值电阻R(R＞R2)替换R2，替换后电流表A的示数变大，电压表V的示数不变，则(　C　)
第8题图
A．R1一定断路
B．R1可能短路[]
C．R2一定断路　　
D．R2可能断路
9．如图，当开关S闭合后，两只小灯泡发光，电压表示数为4
V。过了2
min，电压表示数为0，经检查除小灯泡外其余器材的连接良好，请分析造成这种情况的原因可能有：__小灯泡L2短路或小灯泡L1断路__。
第9题图
【解析】
电压表示数为0，其原因有三个：①电压表没有接好或电压表损坏；②小灯泡L2短路；③小灯泡L1断路。电压表有示数，说明不存在原因①的情况。那么还有两种情况都是可能的。
10．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，电路正常工作。一段时间后，发现电路中至少有一个电表的示数变大，故障发生在电阻R1、R2上，其他元件仍保持完好。
第10题图
(1)用一个完好的小灯泡替换R2后，小灯泡__一定发光__(填“一定发光”或“可能发光”)。
(2)在原故障电路中，将电流表与R1位置互换后，电压表的示数不发生变化，电路中可能存在的故障是__R2断路(或R1短路或R2断路且R1短路)__。
三、电路有关的计算
类型1　串联电路的相关计算
【例1】如图所示，电源电压恒为12
V，电阻R1为20
Ω，当开关S闭合后，电压表的示数为8
V，求：
例1图
(1)电阻R1两端的电压。
(2)通过电阻R2的电流。
解：(1)由图知，两电阻串联，电压表测量R2两端的电压，R1两端的电压：
U1＝U－U2＝12
V－8
V＝4
V。
(2)两电阻串联，所以通过R2的电流：
I2＝I1＝＝＝0.2
A。
变式　如图所示是某电子秤原理图。托盘与弹簧相连，滑片P固定在弹簧上且能随弹簧的伸缩上下滑动，R是一根长x0＝10
cm的均匀电阻丝。空盘时，滑片P位于R的最上端，称量最大值时，滑片P位于R的最下端，R最大阻值Rmax＝40
Ω，电源电压恒为3
V。请完成以下问题解答：
变式图
(1)图中的“质量表”用__电流__表改装；R0在电路中的作用是__保护电路__。
(2)空盘时，闭合开关S，电路电流为0.3
A，求R0的阻值。
解：空盘时，闭合开关S，电路为R0的简单电路，
由欧姆定律可得：R0＝＝＝10
Ω。
类型2　并联电路的相关计算
【例2】
如图所示电路，闭合开关S时，通过R1的电流I1＝0.4
A，通过R2的电流I2＝0.6
A，两端的电压U1＝4
V，求闭合开关S时，
(1)R2两端的电压U2。
(2)干路电流I。
例2图
解：由图示电路图可知，两电阻并联。
(1)两电阻并联，由并联电路特点可知：U2＝U1＝4
V。
(2)干路电流：I＝I1＋I2＝0.4
A＋0.6
A＝1
A。
变式　如图，电源电压为6
V保持不变。R1的阻值是10
Ω。通过R2中的电流为0.2
A，
求：
(1)R2的阻值是多少？
(2)电流表的示数为多少？
变式图
解：(1)由电路图可知，R1、R2并联，
由I＝得R2＝＝＝30
Ω。
(2)通过电阻R1的电流：I1＝＝＝0.6
A。
因为并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，所以干路电流：
I＝I1＋I2＝0.6
A＋0.2
A＝0.8
A。
1．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5
Ω，A为温度指示表(实质是一只量程为0～0.6
A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：
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0.24
A，求电源的电压U。
(2)若锅内温度为125
℃时电流表的示数为0.6
A，求此时热敏电阻Rx的阻值。
第1题图
【答案】
(1)当t＝75
℃，Rx＝20
Ω，R0＝5
Ω，
R＝Rx＋R0＝20
Ω＋5
Ω＝25
Ω，
U＝IR＝0.24
A×25
Ω＝6
V。
(2)当t′＝125
℃，
I′＝0.6
A，
R′＝＝＝10
Ω，
Rx＝R′－R0＝10
Ω－5
Ω＝5
Ω。
2．亮亮设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路，其电路原理图如图[]
甲所示。其中，电源两端电压U＝4
V(恒定不变)，电压表的量程为0～3
V，R0是定值
电阻，
R0＝300
Ω，Rt是热敏电阻，其电阻随环境温度变化的关系如图乙所示。闭合开
关S后，求：
(1)当环境温度为40
℃时，热敏电阻Rt的阻值是多少？
(2)当环境温度为40
℃时，电压表的示数是多少？
(3)电压表两端电压不能超过其最大测量值，则此电路所允许的最高环境温度是多少？
第2题图
解：(1)根据图乙可读出环境温度为40
℃时对应的Rt的阻值为200
Ω。
(2)环境温度为40
℃时，根据电阻的串联特点可知：
R总＝R0＋R1＝300
Ω＋200
Ω＝500
Ω，则I＝＝＝0.008
A。由欧姆定律得：R0
两端的电压U0＝IR0＝0.008
A×300
Ω＝2.4
V。
(3)由题意可知，电压表示数允许最大值为3
V，且此时电路能够测量的温度最高；∴此
时电路中的电流为：I′＝＝＝0.01
A。∵串联电路两端的电压等于各部分电
路两端的电压之和，
∴U1′＝U－U0′＝4
V－3
V＝1
V，由欧姆定律得：此时热敏电阻的阻值R1′＝＝
＝100
Ω。根据图乙可查得热敏电阻的阻值为100
Ω时对应温度为80
℃，即最高[]
温度为80
℃。
3．在图(a)所示的电路中，电源电压恒定不变，电阻R1为20
Ω，滑动变阻器R2上标[]
有
“20
Ω　2
A”字样。闭合开关S，滑动变阻器R2上的滑片P移至某处时，电路中
两个电表的指针恰好指在相同的位置上，如图(b)所示。求：
(1)电源电压U。
(2)变阻器连入电路的阻值R2。
第3题图[]
解：(1)由电路图知，电流表A的示数应大于A1的示数，
由于两电流表指针指在相同位置，则电流表A的量程是0～3
A，
分度值是0.1
A，电流表A的示数IA＝1.5
A，电流表A1量程是0～0.6
A，分度值是0.02
A，电流表A1示数IA1＝0.3
A；
∵I＝，
∴电源电压U＝U1＝I1R1＝IA1R1＝0.3
A×20
Ω＝6
V。
(2)通过电阻R2的电流I2＝IA－IA1＝1.5
A－0.3
A＝1.2
A，
∵I＝，
∴电阻R2的阻值：R2＝＝＝5
Ω。
4．在如图所示电路中，电源电压恒为6
V，电阻R1的阻值为10
Ω，滑动变阻器R2上
标有“20
Ω　2
A”字样，电流表所用量程为0～3
A，闭合开关S。求：
第4题图
(1)通过电阻R1的电流。
(2)为保证电路安全，滑动变阻器R2连入电路的阻值范围。
解：(1)串联电路中各支路电压与电源电压都相等，即U＝U1＝U2＝6
V，根据I＝，
通过电阻R1的电流：I1＝＝＝0.6
A。
(2)滑动变阻器R2上标有“20
Ω　2
A”字样，电流表所用量程为0～3
A，
为保证电路安全，干路电流I≤3
A，
根据并联电路的电流特点，I1＋I2≤3
A，
即：0.6
A＋I2≤3
A，I2≤2.4
A，满足滑动变阻器的最大电流则I2≤2
A，即≤2，
解得R2≥3
Ω，所以R2连入电路的阻值范围为3～20
Ω。
【强化练习】
一、选择题
1
．在一个电路中安装了两盏电灯、一个开关、一个电源，闭合开关两盏电灯能正常发光。要用探究方法来判断这两盏电灯的连接方式是串联还是并联，某学习小组进行了讨论，四个同学都发表了自己的观点。以下哪个观点可以推断这两盏电灯肯定是串联的(
)
A
．开关能同时控制这两盏灯的亮与灭
B
．用电流表分别测出这两盏灯都发光时的电流，发现电流不相等
C
．用电压表分别测出这两盏灯都发光时两端的电压，发现它们的电压相等
D
．用电压表分别测出这两盏灯都发光时两端的电压，发现它们的电压不相等
2
．实验室有甲、乙两只灯泡，甲标有“15V
1.0A
"
字样，乙标有“
10V
0.5A
”字样。现把它们串联起来，则该串联电路两端允许加的最高电压为（不考虑温度对灯泡电阻的影响）
(
)
A
．25V
B
．35V
C
．1
7
.
5V
D
．12
.
5V
3
．如右图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关
S
后
(
)
A
．电压表的示数变大
B
．电流表的示数变大
C
．电路中的总电阻变大
D
．电压表的示数变小
4
．如图所示，
AB
和
BC
是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体，将它们串联后连入电路中，这两段导体两端的电压及通过它们的电流的大小关系正确的是(
)
A
．UAB＞UBC，IAB＝IBC
B
．UAB＜UBC，IAB＝IBC
C
．UAB＞UBC，IAB＜IBC
D
．UAB＝UBC，IAB＜IBC
5
．如图甲所示，闭合开关
S
后，两相同电压表的指针偏转都如图乙所示，则
L1和
L2两灯的电阻之比为(
)
A
．1：4
B
．4：1
C
．1：5
D
．5：1
6．甲、乙两个电阻的阻值分别为
4
欧和
8
欧，若将它们串联后接在
12
伏的电源两端（电源电压保持不变），则通过甲电阻的电流是
安，乙电阻两端的电压是
伏。
7．如图所示，虚线框内有两个阻值分别为
5
欧、
10
欧的电阻，小明同学想了解其连接方式，于是用
3
伏的电源、电流表和开关进行了检测，闭合开关后，测得电流表的读数为
0
.
2
安。则两个电阻的连接方式是
。若要增大电流表的读数，可以采取的措施有
。
8．如图所示，是小宝同学做探究实验时的电路图，电路中的两只相同的电压表选用了不同的量程，测量时，两只电压表的指针恰好指在同一位置处，电压表
V1和
V2的示数之比是＿
，选择0~15V
量程的电压表是
.
9.
如图甲所示，当开关
S
从点
2
转到
1
时，电流表和电压表对应的示数如图乙所示，由图甲和图乙中的信息可知，电源电压是＿
V
，电阻
R2的阻值是＿
Ω
，电阻
R2的
I
—
U
图像是丙图中的＿（选填“
a
”或“
b”）。
10
．如图所示的电路图中，电源电压保持不变，闭合开关
S
后，将滑动变阻器R2的滑片P向左滑动，下列说法正确的是
A
．电流表
A
的示数变小，电压表
V1的示数不变
B
．电流表
A
的示数变小，电压表
Vl
的示数变大
C
．电压表
V1与电压表V2的示数之和不变
D
．电压表V2与电流表
A
的示数之比不变
11．．如图所示，开关
S
闭合后，小灯泡不发光，电流表无示数。这时用电压表测得
a
、
b
两点问和c、
d
两点间的电压均为零，而
a
、
d
间和c、
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
12
．如图所示电路中，电源电压
U＝4
.
5
伏，且保持不变，定值电阻
R1＝5
欧，变阻器
R2最大阻值为
20
欧，电流表量程为
0~0
.
6
安，电压表量程为0~3
伏。为保护电表，变阻器接入电路的阻值范围是(
)
A
．0~10欧B
．0~20欧C
.5~20欧D
．2
.
5~10
欧
13
．电阻触摸屏在笔记本电脑及手机等设备上已普遍使用，当手指在触摸屏表面施以一定的压力时，触摸屏通过分别识别触摸点的水平与竖直位置，从而确定触摸的位置。
(1)其工作原理利用了在材料、横截面积一定时，导体的长度越长，导体的电阻就
的规律。
(2)以竖直方向为例，触摸屏相当于一根电阻丝，触摸时，触摸点尸将电阻丝分为上下两部分，设上部分电阻为
Rl
，下部分电阻为
R2，结构可等效为如图所示电路，电源电压不变。当触摸点在竖直方向移动时，若测得
R2两端电压增大，则可知
R2阻值
，触摸点
P
到屏下端的距离
。（选填“增大”“减小”或“不变”
)
14
．如图所示，
AB
间的弹簧中间有可收缩的导线将滑动变阻器接入电路，
Rl
为定值电阻。当闭合开关
S
,
A
板上受到的压力
F
增大时：
(1)电流表示数将
，电压表的示数将
.
(2)此装置可做为压力计使用，为使压力增大时，压力计的示数随指针向右摆动而增大，应把
（选填“电流表”或“电压表”
)
改装为压力计。
15
.
（江西）热敏电阻广泛应用于控制电路中，其阻值会随环境温度的改变而改变。图甲中，电源电压
U=6
伏，
A
是小量程电流表，其允许通过的最大电流为
0
.
02
安，滑动变阻器
R
的铭牌上标有“
200Ω
3A
”字样，
R1为热敏电阻，其阻值随环境温度变化关系如图乙所示。闭合开关
S
，求：
(1)环境温度为
10
℃
，电路中电流为
0
.
01
安时，
R
两端的电压。
(2)图甲电路可以正常工作的最高环境温度。
1
.
D
2
.
C
3
.
B
4
.
A
5
.
A
6
.
18
7
．串联
增大电压或只接一个电阻或将电阻并联
8
.
1：5
V2
9.
6
20
a
10
.
A
11
.
D
12
.
D
13
.
(1)越大（
2
）增大
增大
14
.
(1)减小
增大（
2
）电压表
15
.
(
l
)
5V
(2)
50℃