第15章 探究电路压轴题二（含答案）
一．选择题
1．如图所示，R0为已知阻值的定值电阻，电源电压未知，不能测出未知电阻Rx阻值的电路是（ ）
A．B． C．D．
2．如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中，R1、R2的I﹣U关系图象如图乙所示。则下列判断正确的是（ ）
A．图线A是电阻R1的I﹣U关系图象
B．电源电压为18V
C．R1的阻值是15Ω
D．滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω
3．如图所示，电源电压U＝4V不变，R＝8Ω，虚线框内所有电阻均未知。闭合开关，电流表示数为1A。如果用一个2Ω的定值电阻替换R，虚线框内的电均保持不变，则电流表示数将变为（ ）
A．30A B．2.5A C．1.5A D．0.5A
4．在如图的电路中，电源电压为6V且保持不变，R1的电阻为10Ω，R2的电阻为20Ω，下列对电路分析正确的是（ ）
A．当开关S断开时，电压表的示数为0V
B．当开关S闭合时，电压表的示数为4V
C．当开关S闭合时，通过R1与R2的电流之比为1：2
D．当开关S闭合时，R1两端的电压与R2两端的电压之比为1：2
5．如图所示的电路，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，下列说法正确的是（ ）
A．电压表V示数变大，电流表A2示数变小
B．电流表A1示数变小，小灯泡亮度变暗
C．电压表V示数与电流表A1示数的比值变大
D．电流表A1示数与电流表A2示数的差值变小
6．如图是酒精浓度检测仪及其原理图，它实际上是由一节干电池（电压不变），一个气敏电阻R2（相当于阻值随酒精气体浓度变化的变阻器，酒精浓度越大阻值越小）与定值电阻R1及一个电压表组成。若被测气体的酒精浓度越大，则（ ）
A．气敏电阻R2的阻值越大，电压表的示数越大
B．通过电阻R2的电流越小，电压表的示数越大
C．通过电阻R1的电流越大，电阻R2两端电压越小
D．气敏电阻R2的阻值越小，通过R1的电流越小
7．如图所示电路，电源两端电压保持不变。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，下列判断正确的是（ ）
A．电压表V1示数变小，电压表V2示数变大，电流表示数变小
B．电压表V1示数变大，电压表V2示数变小，电流表示数变小
C．电压表V1示数变小，电压表V2示数变小，电流表示数变小
D．电压表V1示数变大，电压表V2示数变大，电流表示数变大
8．如图甲电路，电源电压为3.0V，L1、L2、L3为三个规格相同的小灯泡，其电流与电压的关系如图乙所示。闭合开关后，下列说法正确的是（ ）
A．干路的电流为0.5 A
B．通过L1的电流等于L2的电流
C．三个小灯泡的阻值相等
D．小灯泡L2两端的电压为1.5 V
9．已知灯泡L1和L2的电流随电压变化的图象如图乙所示，将它们按图甲所示接入电路中。当开关S1和S2都闭合时，电流表的示数为1.0A。则电源电压为 V，此时L1和L2的电阻之比是 。
10．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合电键S后，当滑片P向左移动时，电流表示数将
（选填“变大”、“变小”或“不变”）。当滑片P分别在滑动变阻器的两个端点a和d、中点c和图中b位置，电压表的示数从小到大的顺序分别为0V、2V、3V和4V，则在图示b位置时电压表示数应为 伏。
11．如图所示的电路中，电源电压保持不变。当开关S闭合，S1断开，甲、乙两表为电流表时，I甲：I乙＝2：3；R1：R2＝ ；当开关S和S1都闭合，甲、乙两表为电压表时，则两电压表示数之比U甲
：U乙＝ 。
12．如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中，两个电阻的U﹣I关系图像如图乙所示。图线 是电阻R1的U﹣I关系图像；电源电压为 ；滑动变阻器R2的最大阻值为 。
13．某同学做“探究电流与电阻的关系”的实验，连接了如图甲所示的实物电路。
（1）请在虚线框内画出对应的电路图（电阻箱符号为）。
（2）连接电路时，开关应 。连好电路后，将电阻箱调至某一阻值，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为一个适当的值U0，记录电流表的示数和电阻箱的阻值。
（3）改变电阻箱的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使 ，并记录相应数据。
（4）再次改变电阻箱阻值，发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片都不能达到（3）中的要求，引起这种情况的直接原因是 。
（5）重复步骤（3）多次实验，根据所得数据画出电流随电阻变化的图象如图乙所示。你认为该小组实验时的U0＝ V。
（6）进一步研究发现，由图线上的任意一点和坐标轴围成的矩形“面积”大小都相等，由此可以得出的实验结论是 。
（7）实验结束后，小组间交流时，发现邻组在相同的坐标系中画出的图象如图丙所示，你认为图像不同的原因是 。
14．实验小组用伏安法测量一个定值电阻Rx的阻值实验器材有：待测定值电阻Rx（约5Ω）、电压表、电流表、滑动变阻器（20Ω 1A）、开关、电源（电压恒定）各一个，导线若干。
（1）根据设计的实验电路要求，请用笔划线代替导线连接图乙中最后的一根导线。
（2）当电压表示数为2.5V时，电流表的示数如图所示，则本次实验测得的定值电阻Rx是 Ω。
（3）实验小组测得的数据如下表所示，其中第 组（填实验号）不是本实验中测得的，你判断的依据是 。
序号 1 2 3 4 5
电压U/V 0.5 1.0 1.5 1.9 2.5
电流I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
（4）小飞又取来阻值是600Ω的定值电阻R0、一个开关和阻值约5Ω的未知电阻Rx，用如图所示的电路来测量Rx的阻值，小飞的实验方案如下：a.闭合S1，断开S2，读出电压表的示数是U1；b.闭合S1和S2，读出电压表示数U2，则电阻Rx＝ （用U1、U2和R0表示）；小飞的实验方案 （选填“能”或“不能”）准确测得电阻Rx的阻值，理由是 。
15．从执行酒驾重罚新规定以来。交警广泛使用的酒精测试仪的工作原理相当于图甲所示。电源电压恒为12V，传感器电阻R2的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，如图乙所示。使用前要通过调零旋钮（即滑动变阻器R1的滑片）对测试仪进行调零（酒精气体浓度为零），此时电压表的示数为9V。求：
（1）当酒精气体的浓度为0时，电流表的示数为多少？
（2）电压表的示数为9V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。某驾驶员对着测试仪吹气20s，若电流表的示数达到0.3A，试通过计算判断被检测者是否酒驾？（现在国际公认的酒驾标准是0.2mg/mL≤酒精气体浓度≤0.8mg/mL）
参考答案：
1．解：A、开关S闭合时，R0短路，电压表测量电源电压U，开关S断开时，电压表测量Rx两端的电压UX；
根据串联电路总电压等于各分电压之和，可求出R0两端的电压U0＝U﹣UX，
根据I＝求出通过R0的电流I0＝＝；
根据串联电路电流处处相等，通过Rx电流等于通过定值电阻电流，即Ix＝I0＝；
根据Rx＝＝＝ R0可求出Rx电阻，故A不符合题意；
B、由电路图可知，当S断开时，电路为R0的简单电路，电流表测R0的电流I0，根据欧姆定律可求电源的电压U＝I0R0；
当开关S闭合时R0、Rx并联，电流表测总电流I，R0的电压始终为电源电压保持不变，由并联电路电流特点可求得通过Rx的电流IX＝I﹣I0，Rx两端电压等于电源电压即UX＝U＝I0R0，
根据Rx＝＝可求出Rx阻值，故B不符合题意；
C、由电路图可知，当开关S闭合时，电路为R0的简单电路，电流表测电路中的电流I，根据欧姆定律求出电源的电压U＝IR0；
当开关S断开时两电阻串联，电流表测串联电路的电流I'，根据欧姆定律求出电路的总电阻R＝＝，再根据串联电路的电阻特点可以求出Rx＝R﹣R0＝﹣R0＝ R0，故C不符合题意；
D、开关S闭合时，Rx短路，电压表测量电源电压；开关S断开时，电压表测量电源电压；所以无法得到电路中电流，所以不能计算出Rx的值，故D符合题意。
故选：D。
2．解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，R1两端的电压最大，R2两端的电压为0，
由图象可知，A为滑动变阻器R2的U﹣I关系图象，B为电阻R1的U﹣I图象，故A错误；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，
由U﹣I图象可知，电路中的最小电流I＝0.2A，R1两端的电压U1＝4V，R2两端的电压U2＝14V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源电压：
U＝U1+U2＝14V+4V＝18V，故B正确；
由I＝可得，定值电阻R1的阻值和滑动变阻器的最大阻值：
R1＝＝＝20Ω，R2＝＝＝70Ω，故CD错误。
故选：B。
3．解：由I＝可得，并联的总电阻：
R并＝＝＝4Ω，
虚线框内所有电阻的等效电阻为R′，由并联电路电阻的特点：
＝+，代入数据得，＝+，
解得R′＝8Ω；
用一个2Ω的定值电阻替换R，虚线框内的电阻均保持不变，此时并联的总电阻R″：
＝+，代入数据，＝+，
解得，R″＝Ω，
电流表示数将变为：
I′＝＝＝2.5A，
故选：B。
4．解：
A.当开关S断开时，电压表串联在电路中测电源两端的电压，其示数为6V，故A错误；
BCD.当开关S闭合时，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，通过R1与R2的电流之比为1：1，故C错误；
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的电流I＝＝＝＝0.2A，
则电压表的示数U1＝IR1＝0.2A×10Ω＝2V，故B错误；
R1两端的电压与R2两端的电压之比＝＝＝＝，故D正确。
故选：D。
5．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A1测干路电流，电流表A2测R支路的电流。
ABC、因电源的电压不变，所以，滑片移动时，电压表V的示数不变；
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，滑片移动时，通过L的电流和灯泡的实际功率不变，灯泡亮度不变；
当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，接入电路中的电阻变大，由I＝可知，通过R的电流变小，即电流表A2的示数变小；根据并联电路的特点可知，干路中的电流变小，则电压表V示数与电流表A1示数的比值变大，故AB错误，C正确；
D、根据并联电路的电流关系可知，电流表A1示数与电流表A2示数的差值为通过灯泡L的电流，保持不变，故D错误。
故选：C。
6．解：由电路图可知，R1与R2串联在电路中，电压表测R1两端电压，
因酒精浓度越大气敏电阻R2的阻值越小，所以当酒精气体浓度越大时，R2的阻值越小，电路中的总电阻越小；
因串联电路中各处的电流相等，所以，由I＝可知，电路中的电流越大，即通过R1、R2的电流越大；
由U＝IR可知，电阻R1两端的电压越大，即电压表的示数越大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电阻R2两端电压越小；
同理，当电阻R2的阻值越大时，通过电阻R2的电流越小，电压表的示数越小；
综上所述，C正确。
故选：C。
7．解：（1）滑动变阻器的滑片P向右滑动，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路的总阻值R变大，电源电压U不变，电路电流I＝变小，电流表示数变小；
（2）电路电流I变小，电阻R2阻值不变，电阻R2两端电压U2＝IR2变小，电压表V2示数变小；
（3）电路电流I变小，电阻R1与R2阻值不变，电阻两端的电压U12＝I（R1+R2）变小，电源电压U不变，滑动变阻器两端电压U滑动＝U﹣U12变大，电压表示数示数变大；
故选：B。
8．解：由电路图可知，L2与L3串联后再与L1并联，且三小灯泡的规格相同，
因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，L1两端的电压U1＝U＝3.0V，由图象可知通过的电流I1＝0.25A，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，由串联电路的分压特点可知L2与L3两端的电压相等，则U2＝U3＝1.5V，故D正确；
由图象可知，通过L2与L3的电流I2＝I3＝0.20A，则通过L1的电流不等于L2电流的2倍，故B错误；
由欧姆定律可得，三灯泡的电阻分别为R1＝＝＝12Ω，R2＝＝＝7.5Ω，所以，三个小灯泡的阻值不相等，故C错误；
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I＝I1+I2＝0.25A+0.20A＝0.45A，故A错误。
故选：D。
9．解：由图甲可知，L1与L2并联，电流表A测干路电流，由题意可知，干路电流I＝1.0A，
因并联电路中电源电压与各支路两端电压相等，且干路电流等于各支路电流之和，
由乙图可知，当两支路的电压均为3V时，通过L1与L2的电流分别为：I1＝0.6A，I2＝0.4A，
满足干路电流I＝1.0A，则可知电源电压U＝3V；
由欧姆定律I＝可知：此时灯泡L1的电阻R1＝＝＝5Ω，灯泡L2的电阻R2＝＝＝7.5Ω，
所以R1：R2＝5Ω：7.5Ω＝2：3。
故答案是：3；2：3。
10．解：电阻和滑动变阻器是串联，电压表测滑动变阻器的电压，当滑片向左移动时，滑动变阻器连入电路的电阻变小，由欧姆定律知，电路中的电流会电阻的变小而变大，由U＝IR知，定值电阻R的电压变大，而串联电路中的总电压等于各用电器的电压之和，故滑动变阻器上的电压变小，即V的示数变小，且在a时示数是最小，在d时的示数最大，故图示b位置时电压表示数应为 2伏。
故本题答案为：变大；2。
11．解：
由图知，当开关S闭合，S1断开，甲、乙两表为电流表时，两电阻并联，甲电流表测R2的电流，乙电流表测干路电流，即I甲＝I2＝2，I乙＝I1+I2＝3，
所以I1＝I乙﹣I2＝3﹣2＝1；
由并联电路的电压特点和I＝知：
＝＝＝；
由图知，当开关S和S1都闭合，甲、乙两表为电压表时，两电阻串联，甲电压表测总电压，乙电压表测R2两端电压，
由串联电路特点和U＝IR可得：
＝＝＝＝。
故答案为：2：1；3：1。
12．解：由电路图可知，R1、R2串联，电压表V1测R1的电压，电压表V2测R2的电压，电流表测电路中的电流；
（1）当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，R1两端的电压最大，R2两端的电压为0，
由图像可知，甲为滑动变阻器R2的U﹣I关系图像，乙为电阻R1的U﹣I图像；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，
由U﹣I图像可知，电路中的最小电流I＝0.3A，R1两端的电压U1＝3V，R2两端的电压U2＝9V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源电压：
U＝U1+U2＝3V+9V＝12V；
由I＝可得，滑动变阻器的最大阻值：
R2＝＝＝30Ω。
故答案为：乙；12V；30Ω。
13．解：（1）由图甲实物图可知，电流表、变阻箱和滑动变阻器串联，电压表测电阻箱两端的电压，滑动变阻器左下接线柱连入电路中，电路图如图所示：
；
（2）为保护电路，在连接电路的过程中，开关应处于断开状态；
（3）要探究电流与电阻的关系，须控制电阻箱两端的电压不变，即电压表的示数仍为U0；
（4）电阻越大，分得的电压越多，但电阻箱的电阻不断变大时，要使电阻箱两端电压达到U0，须使变阻器的电阻值变大，但不能达到U0 时，表明滑动变阻器提供的电阻已达最大值，因而是电阻箱的电阻调得太大了；
（5）由图乙根据欧姆定律可知，电压表示数：U0＝IR＝3.0A×2Ω＝6V；
（6）由图乙可知，其横轴和纵轴所表示的物理量分别为电阻R及通过的电流I，面积不变，即IR的乘积不变，故表明：当电压一定时，电流与电阻成反比；
（7）由图两可知，电阻箱两端的电压U0'＝I'R'＝3A×1Ω＝3V≠U0．即两个小组所画出的图象不同，是因为他们所控制的电阻箱两端电压不同。
故答案为：（1）如图所示；（2）断开；（3）电压表的示数仍为U0；（4）电阻箱的电阻调得太大了；（5）6；（6）当电压一定时，电流与电阻成反比；（7）这两个小组所控制的电阻箱两端电压不相同。
14．解：（1）电流表与电阻串联，由表格数据知电流表选用0～0.6A的量程，如下图所示：
；
（2）由图知电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.5A，
定值电阻为：
Rx＝＝＝5Ω；
（3）因为是两节电池，所以电源电压为3V，
当刚闭合开关时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，电路中的电流最小，电路中的最小电流时滑动变阻器接入电路的电阻：
由表2数据，当电压表的示数为0.5V时，电流为0.1A，
滑动变阻器电阻的电压为：
U滑＝3V﹣0.5V＝2.5V，
滑动变阻器的电阻为：
R滑＝＝＝25Ω＞20Ω，故第1组数据不是实验得到的；
（4）a．闭合S1，断开S2，读出电压表的示数是U1，此时两电阻串联，电压表测Rx两端电压。
b．闭合S1和S2，读出电压表的示数是U2，此时电路中只有Rx连入电路中，电压表测电源电压。
由串联电路的电压特点可知，a中R0两端电压U0＝U2﹣U1，
而Ix＝I0，
由欧姆定律有：＝，
则电阻；Rx＝。
因为当两电阻串联时，由串联电路特点和欧姆定律知，电压表的示数是U1＝×Rx＝×5Ω≈0.05V，小于电压表的分度值，所以测量误差较大，不能准确测量Rx的阻值。
故答案为：（1）见上图；（2）5；（3）1；当滑动变阻器移到最大阻值端时，电路中的电流最小，R滑＝＝＝25Ω＞20Ω，所以是第一组数据不是本实验测量的；（4）；不能；U1的读数小于电压表的分度值，所以测得Rx的阻值误差较大。
15．解：（1）由图乙可得，当酒精气体浓度为0时，R2＝60Ω
电流表的示数为：I＝＝＝0.15A
（2）由于R1与R2串联，R1两端的电压为：
U1＝U﹣U2＝12V﹣9V＝3V
滑动变阻器R1的电阻值为：
R1＝＝＝20Ω
（3）当电流I1＝0.3A时，电路的总电阻为：
R总＝＝＝40Ω
传感器电阻R2的阻值为：
R2＝R总﹣R1＝40Ω﹣20Ω＝20Ω
由图乙可得，R2＝60Ω时，酒精气体浓度为0.3 mg/mL；
根据国际公认的酒驾标准，被检测者属于酒驾。
故答案为：（1）当酒精气体的浓度为0时，电流表的示数为0.15A；
（2）电压表的示数为9V时，滑动变阻器R1的电阻值为20Ω；
（3）调零后，R1
的电阻保持不变。某驾驶员对着测试仪吹气20s，若电流表的示数达到0.3A，则被检测者属于酒驾。
