4. 如图所示的实验电路中还有部分导线未连接,字母$a$、$b$、$c$、$d$、$e$、$f$、$g$、$h$表示各元件的接线柱。下列操作能让灯泡$L_1$、$L_2$都亮起来的是(

A.用导线连接$d$、$f$,再闭合开关$S$
B.用导线连接$b$、$f$,再闭合开关$S$
C.用一根导线连接$e$、$g$,用另一根导线连接$d$、$f$,再闭合开关$S$
D.用一根导线连接$e$、$f$,用另一根导线连接$d$、$g$,再闭合开关$S$
C
)。A.用导线连接$d$、$f$,再闭合开关$S$
B.用导线连接$b$、$f$,再闭合开关$S$
C.用一根导线连接$e$、$g$,用另一根导线连接$d$、$f$,再闭合开关$S$
D.用一根导线连接$e$、$f$,用另一根导线连接$d$、$g$,再闭合开关$S$
答案:C
解析:
【分析】
要让灯泡$L_1$、$L_2$都亮,需使两个灯泡都接入电路形成通路,不能出现短路或某一灯泡未接入的情况,我们逐一分析每个选项:
1. 分析选项A:连接$d$、$f$后,$L_1$的$e$接线柱未接入电路,$L_1$无电流通过,仅$L_2$接入电路,$L_1$不亮,不符合要求。
2. 分析选项B:连接$b$、$f$后,$L_1$被短路,电流不经过$L_1$,仅$L_2$发光,不符合要求。
3. 分析选项C:连接$e$、$g$和$d$、$f$后,$L_1$与$L_2$并联,开关在干路,闭合开关后,两个灯泡均有电流通过,形成通路,都能发光,符合要求。
4. 分析选项D:连接$e$、$f$和$d$、$g$后,电流会直接从$d→g$经过电流表回到电源负极,$L_1$、$L_2$被短路,均不发光,不符合要求。
【解析】
逐一分析各选项:
选项A:用导线连接$d$、$f$,闭合开关$S$,电流路径为$a→c→S→b→d→f→g→$电流表$→h→$电源负极,$L_1$的$e$未接入电路,$L_1$无电流通过,仅$L_2$发光,不符合题意。
选项B:用导线连接$b$、$f$,闭合开关$S$,电流路径为$a→c→S→b→f→g→$电流表$→h→$电源负极,$L_1$被短路,仅$L_2$发光,不符合题意。
选项C:用导线连接$e$、$g$和$d$、$f$,闭合开关$S$,电流分为两条路径:①$a→c→S→b→d→e→g→$电流表$→h→$电源负极;②$a→c→S→b→d→f→g→$电流表$→h→$电源负极,$L_1$、$L_2$并联,均有电流通过,都能发光,符合题意。
选项D:用导线连接$e$、$f$和$d$、$g$,闭合开关$S$,电流路径为$a→c→S→b→d→g→$电流表$→h→$电源负极,$L_1$、$L_2$被短路,均不发光,不符合题意。
【答案】
C
【知识点】
电路通路判断、串并联电路连接、短路判断
【点评】
本题考查电路的连接与通路判断,需明确串并联电路的连接特点,以及短路对电路的影响,解题时需逐一分析每个选项的电流路径,判断灯泡是否能正常工作。
【难度系数】
0.6
要让灯泡$L_1$、$L_2$都亮,需使两个灯泡都接入电路形成通路,不能出现短路或某一灯泡未接入的情况,我们逐一分析每个选项:
1. 分析选项A:连接$d$、$f$后,$L_1$的$e$接线柱未接入电路,$L_1$无电流通过,仅$L_2$接入电路,$L_1$不亮,不符合要求。
2. 分析选项B:连接$b$、$f$后,$L_1$被短路,电流不经过$L_1$,仅$L_2$发光,不符合要求。
3. 分析选项C:连接$e$、$g$和$d$、$f$后,$L_1$与$L_2$并联,开关在干路,闭合开关后,两个灯泡均有电流通过,形成通路,都能发光,符合要求。
4. 分析选项D:连接$e$、$f$和$d$、$g$后,电流会直接从$d→g$经过电流表回到电源负极,$L_1$、$L_2$被短路,均不发光,不符合要求。
【解析】
逐一分析各选项:
选项A:用导线连接$d$、$f$,闭合开关$S$,电流路径为$a→c→S→b→d→f→g→$电流表$→h→$电源负极,$L_1$的$e$未接入电路,$L_1$无电流通过,仅$L_2$发光,不符合题意。
选项B:用导线连接$b$、$f$,闭合开关$S$,电流路径为$a→c→S→b→f→g→$电流表$→h→$电源负极,$L_1$被短路,仅$L_2$发光,不符合题意。
选项C:用导线连接$e$、$g$和$d$、$f$,闭合开关$S$,电流分为两条路径:①$a→c→S→b→d→e→g→$电流表$→h→$电源负极;②$a→c→S→b→d→f→g→$电流表$→h→$电源负极,$L_1$、$L_2$并联,均有电流通过,都能发光,符合题意。
选项D:用导线连接$e$、$f$和$d$、$g$,闭合开关$S$,电流路径为$a→c→S→b→d→g→$电流表$→h→$电源负极,$L_1$、$L_2$被短路,均不发光,不符合题意。
【答案】
C
【知识点】
电路通路判断、串并联电路连接、短路判断
【点评】
本题考查电路的连接与通路判断,需明确串并联电路的连接特点,以及短路对电路的影响,解题时需逐一分析每个选项的电流路径,判断灯泡是否能正常工作。
【难度系数】
0.6
5. 智能快递柜既可通过手机扫码(相当于$S_1$闭合),也可通过输入密码(相当于$S_2$闭合)使装置①启动,打开柜门完成取件。符合以上要求的电路示意图是(

A.
B.
C.
D.
A
)。A.
B.
C.
D.
答案:A
解析:
【分析】
首先明确题目要求:扫码(S₁闭合)或输入密码(S₂闭合)都能独立启动装置T,说明两个开关的工作互不影响,即开关应采用并联方式,且装置T需在干路,保证任意一个开关闭合时,电流都能流经T使其工作。接下来逐一分析每个选项的电路连接情况,判断是否符合要求。
【解析】
对每个选项的电路进行分析:
1. 选项A:开关S₁与S₂并联,装置T位于干路。当S₁闭合(扫码)或S₂闭合(输密码)时,电路均形成通路,电流能流经T,使T启动,符合题目要求。
2. 选项B:S₁与T串联后再与S₂并联。当S₂闭合时,装置T被短路,电流不经过T,T无法启动,不符合“输入密码能启动T”的要求。
3. 选项C:S₁与S₂串联,只有两个开关同时闭合时,电路才通路,T才能工作,无法实现“单独扫码或单独输密码启动T”的要求。
4. 选项D:S₂与T串联后再与S₁并联。当S₁闭合时,装置T被短路,电流不经过T,T无法启动,不符合“扫码能启动T”的要求。
综上,只有选项A符合题意。
【答案】
A
【知识点】
并联电路特点,电路通断控制
【点评】
本题核心是结合实际需求判断电路连接方式,需准确理解串并联电路的控制特点,同时要注意短路对用电器的影响,避免误判电路工作状态。
【难度系数】
0.7
首先明确题目要求:扫码(S₁闭合)或输入密码(S₂闭合)都能独立启动装置T,说明两个开关的工作互不影响,即开关应采用并联方式,且装置T需在干路,保证任意一个开关闭合时,电流都能流经T使其工作。接下来逐一分析每个选项的电路连接情况,判断是否符合要求。
【解析】
对每个选项的电路进行分析:
1. 选项A:开关S₁与S₂并联,装置T位于干路。当S₁闭合(扫码)或S₂闭合(输密码)时,电路均形成通路,电流能流经T,使T启动,符合题目要求。
2. 选项B:S₁与T串联后再与S₂并联。当S₂闭合时,装置T被短路,电流不经过T,T无法启动,不符合“输入密码能启动T”的要求。
3. 选项C:S₁与S₂串联,只有两个开关同时闭合时,电路才通路,T才能工作,无法实现“单独扫码或单独输密码启动T”的要求。
4. 选项D:S₂与T串联后再与S₁并联。当S₁闭合时,装置T被短路,电流不经过T,T无法启动,不符合“扫码能启动T”的要求。
综上,只有选项A符合题意。
【答案】
A
【知识点】
并联电路特点,电路通断控制
【点评】
本题核心是结合实际需求判断电路连接方式,需准确理解串并联电路的控制特点,同时要注意短路对用电器的影响,避免误判电路工作状态。
【难度系数】
0.7
6. 某科技兴趣小组为检测水流速度变化的情况,设计了检测水流速度变化情况的模拟电路。已知电源电压恒定,$R_0$是定值电阻,机翼状的探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片上下移动(注:水流速度越大,探头上下表面的压力差越大)。下列能实现水流速度越大,电表示数越大的电路图是(

A.
B.
C.
D.
A
)。A.
B.
C.
D.
答案:A
解析:
【分析】
要解决这道题,我们需要分步骤思考:
1. 明确水流速度与滑片移动的关系:水流速度越大,探头上下表面压力差越大,探头向上运动,带动滑动变阻器滑片上移。
2. 分析每个选项的电路结构,判断滑片上移时滑动变阻器接入电路的电阻变化,再结合欧姆定律判断电表示数的变化,看是否符合“水流速度越大,电表示数越大”的要求。
具体对每个选项逐一分析:
对于选项A:先确定电路是$R_0$与滑动变阻器$R$串联,电压表测$R_0$两端电压。当水流速度变大,滑片上移,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路总电阻变小。电源电压恒定,根据欧姆定律,电路电流变大,$R_0$是定值电阻,其两端电压会随电流变大而变大,符合要求。
对于选项B:电路是$R_0$与$R$串联,电压表测$R$两端电压。水流速度变大,滑片上移,$R$接入电阻变小,总电阻变小,电流变大,$R_0$两端电压变大。根据串联电路电压规律,$R$两端电压会变小,电压表示数变小,不符合要求。
对于选项C:电路是$R_0$与$R$串联,电流表测电路电流。水流速度变大,滑片上移,滑动变阻器接入电路的电阻变大,总电阻变大,电路电流变小,电流表示数变小,不符合要求。
对于选项D:电路是$R_0$与$R$并联,电流表测干路电流。水流速度变大,滑片上移,$R$接入电路的电阻变大,$R$所在支路电流变小,$R_0$支路电流不变,干路电流变小,电流表示数变小,不符合要求。
【解析】
我们依次对各选项进行分析:
1. 选项A
电路结构:定值电阻$R_0$与滑动变阻器$R$串联,电压表测$R_0$两端电压。
水流速度变大时:探头向上运动,滑片上移,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路总电阻$R_{总}=R_0+R$减小。
根据欧姆定律$I=\frac{U}{R_{总}}$,电源电压$U$恒定,总电阻减小,电路电流$I$增大。
由$U_0=IR_0$($R_0$为定值电阻),电流$I$增大,所以$R_0$两端电压(电压表示数)增大,符合要求。
2. 选项B
电路结构:$R_0$与$R$串联,电压表测$R$两端电压。
水流速度变大时,滑片上移,$R$接入电阻减小,总电阻减小,电流$I$增大,$R_0$两端电压$U_0=IR_0$增大。
根据串联电路电压规律$U=U_0+U_R$,$U_R=U-U_0$,电源电压$U$恒定,$U_0$增大则$U_R$减小,电压表示数减小,不符合要求。
3. 选项C
电路结构:$R_0$与$R$串联,电流表测电路电流。
水流速度变大时,滑片上移,滑动变阻器接入电路的电阻增大(接入的电阻丝长度变长),总电阻$R_{总}=R_0+R$增大。
根据欧姆定律$I=\frac{U}{R_{总}}$,电源电压$U$恒定,总电阻增大,电路电流$I$减小,电流表示数减小,不符合要求。
4. 选项D
电路结构:$R_0$与$R$并联,电流表测干路电流。
水流速度变大时,滑片上移,$R$接入电路的电阻增大,根据$I_R=\frac{U}{R}$,$R$所在支路电流减小;$R_0$为定值电阻,其支路电流$I_0=\frac{U}{R_0}$不变。
干路电流$I=I_0+I_R$,所以干路电流减小,电流表示数减小,不符合要求。
综上,只有选项A符合要求。
【答案】
A
【知识点】
1. 欧姆定律的应用
2. 串并联电路的特点
3. 流体压强与流速的关系
【点评】
本题结合流体压强与流速的关系和电路动态分析,需要先明确流速对滑片移动的影响,再结合串并联电路特点和欧姆定律分析电表示数变化,综合性较强,需要学生具备将力学和电学知识结合分析的能力。
【难度系数】
0.5
要解决这道题,我们需要分步骤思考:
1. 明确水流速度与滑片移动的关系:水流速度越大,探头上下表面压力差越大,探头向上运动,带动滑动变阻器滑片上移。
2. 分析每个选项的电路结构,判断滑片上移时滑动变阻器接入电路的电阻变化,再结合欧姆定律判断电表示数的变化,看是否符合“水流速度越大,电表示数越大”的要求。
具体对每个选项逐一分析:
对于选项A:先确定电路是$R_0$与滑动变阻器$R$串联,电压表测$R_0$两端电压。当水流速度变大,滑片上移,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路总电阻变小。电源电压恒定,根据欧姆定律,电路电流变大,$R_0$是定值电阻,其两端电压会随电流变大而变大,符合要求。
对于选项B:电路是$R_0$与$R$串联,电压表测$R$两端电压。水流速度变大,滑片上移,$R$接入电阻变小,总电阻变小,电流变大,$R_0$两端电压变大。根据串联电路电压规律,$R$两端电压会变小,电压表示数变小,不符合要求。
对于选项C:电路是$R_0$与$R$串联,电流表测电路电流。水流速度变大,滑片上移,滑动变阻器接入电路的电阻变大,总电阻变大,电路电流变小,电流表示数变小,不符合要求。
对于选项D:电路是$R_0$与$R$并联,电流表测干路电流。水流速度变大,滑片上移,$R$接入电路的电阻变大,$R$所在支路电流变小,$R_0$支路电流不变,干路电流变小,电流表示数变小,不符合要求。
【解析】
我们依次对各选项进行分析:
1. 选项A
电路结构:定值电阻$R_0$与滑动变阻器$R$串联,电压表测$R_0$两端电压。
水流速度变大时:探头向上运动,滑片上移,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路总电阻$R_{总}=R_0+R$减小。
根据欧姆定律$I=\frac{U}{R_{总}}$,电源电压$U$恒定,总电阻减小,电路电流$I$增大。
由$U_0=IR_0$($R_0$为定值电阻),电流$I$增大,所以$R_0$两端电压(电压表示数)增大,符合要求。
2. 选项B
电路结构:$R_0$与$R$串联,电压表测$R$两端电压。
水流速度变大时,滑片上移,$R$接入电阻减小,总电阻减小,电流$I$增大,$R_0$两端电压$U_0=IR_0$增大。
根据串联电路电压规律$U=U_0+U_R$,$U_R=U-U_0$,电源电压$U$恒定,$U_0$增大则$U_R$减小,电压表示数减小,不符合要求。
3. 选项C
电路结构:$R_0$与$R$串联,电流表测电路电流。
水流速度变大时,滑片上移,滑动变阻器接入电路的电阻增大(接入的电阻丝长度变长),总电阻$R_{总}=R_0+R$增大。
根据欧姆定律$I=\frac{U}{R_{总}}$,电源电压$U$恒定,总电阻增大,电路电流$I$减小,电流表示数减小,不符合要求。
4. 选项D
电路结构:$R_0$与$R$并联,电流表测干路电流。
水流速度变大时,滑片上移,$R$接入电路的电阻增大,根据$I_R=\frac{U}{R}$,$R$所在支路电流减小;$R_0$为定值电阻,其支路电流$I_0=\frac{U}{R_0}$不变。
干路电流$I=I_0+I_R$,所以干路电流减小,电流表示数减小,不符合要求。
综上,只有选项A符合要求。
【答案】
A
【知识点】
1. 欧姆定律的应用
2. 串并联电路的特点
3. 流体压强与流速的关系
【点评】
本题结合流体压强与流速的关系和电路动态分析,需要先明确流速对滑片移动的影响,再结合串并联电路特点和欧姆定律分析电表示数变化,综合性较强,需要学生具备将力学和电学知识结合分析的能力。
【难度系数】
0.5
7. 如图所示的“电阻测量盒”内有电源(电压恒定且未知)、阻值已知的定值电阻$R_0$、开关和电流表,并引出两根导线到盒外。将盒外的两根导线分别与待测电阻$R_x$的两端相连,根据开关闭合、断开时电流表的示数,可以计算出$R_x$的阻值。如图是设计的盒内电路图,其中不符合要求的是(


A.
B.
C.
D.
C
)。A.
B.
C.
D.
答案:C
解析:
【分析】
要判断哪个电路不符合要求,需结合串并联电路的特点和欧姆定律,分析每个选项中开关通断时能否得到足够的电学量来推导待测电阻$R_x$的阻值:
1. 对于符合要求的电路,需能通过开关通断得到两组电流数据,结合电源电压恒定,利用欧姆定律建立关于电源电压$U$的等式,进而解出$R_x$。
2. 逐一分析各选项:
选项A:开关断开时测$R_x$的电流,闭合时测干路电流,可得到通过$R_0$的电流,利用并联电路电压相等列等式求解$R_x$。
选项B:开关断开时$R_0$与$R_x$串联,闭合时$R_x$被短路,利用串联电路和简单电路的电压相等列等式求解$R_x$。
选项C:开关断开和闭合时,电流表始终测$R_0$的电流,无法获取与$R_x$相关的电流或电压信息,无法计算$R_x$。
选项D:开关断开时测$R_0$的电流,闭合时测干路电流,可得到通过$R_x$的电流,利用并联电路电压相等求解$R_x$。
【解析】
逐一分析各选项:
选项A:开关断开时,电流表测通过$R_x$的电流$I_1$,由欧姆定律得$U=I_1R_x$;开关闭合时,$R_0$与$R_x$并联,电流表测干路电流$I_2$,通过$R_0$的电流为$I_2-I_1$,则$U=(I_2-I_1)R_0$。联立两式$I_1R_x=(I_2-I_1)R_0$,可解出$R_x$,符合要求。
选项B:开关断开时,$R_0$与$R_x$串联,电流表测电流$I_1$,则$U=I_1(R_0+R_x)$;开关闭合时,$R_x$被短路,电流表测$R_0$的电流$I_2$,则$U=I_2R_0$。联立两式$I_2R_0=I_1(R_0+R_x)$,可解出$R_x$,符合要求。
选项C:开关断开时,电路为$R_0$的简单电路,电流表测电流$I_1$,$U=I_1R_0$;开关闭合时,$R_0$与$R_x$并联,电流表仍测$R_0$的电流(电流表与$R_0$串联),电流仍为$I_1$,无法获取$R_x$的任何电学信息,无法计算$R_x$,不符合要求。
选项D:开关断开时,电流表测$R_0$的电流$I_1$,$U=I_1R_0$;开关闭合时,$R_0$与$R_x$并联,电流表测干路电流$I_2$,通过$R_x$的电流为$I_2-I_1$,则$R_x=\frac{U}{I_2-I_1}=\frac{I_1R_0}{I_2-I_1}$,可解出$R_x$,符合要求。
综上,不符合要求的是C选项。
【答案】
C
【知识点】
欧姆定律的应用;串并联电路的电流规律
【点评】
本题考查利用已知电阻和电流表测量未知电阻的方法,核心是通过开关通断改变电路连接方式,获取两组有效电学数据,结合欧姆定律建立等式求解。需熟练掌握串并联电路的电流、电压规律,以及欧姆定律的灵活应用。
【难度系数】
0.6
要判断哪个电路不符合要求,需结合串并联电路的特点和欧姆定律,分析每个选项中开关通断时能否得到足够的电学量来推导待测电阻$R_x$的阻值:
1. 对于符合要求的电路,需能通过开关通断得到两组电流数据,结合电源电压恒定,利用欧姆定律建立关于电源电压$U$的等式,进而解出$R_x$。
2. 逐一分析各选项:
选项A:开关断开时测$R_x$的电流,闭合时测干路电流,可得到通过$R_0$的电流,利用并联电路电压相等列等式求解$R_x$。
选项B:开关断开时$R_0$与$R_x$串联,闭合时$R_x$被短路,利用串联电路和简单电路的电压相等列等式求解$R_x$。
选项C:开关断开和闭合时,电流表始终测$R_0$的电流,无法获取与$R_x$相关的电流或电压信息,无法计算$R_x$。
选项D:开关断开时测$R_0$的电流,闭合时测干路电流,可得到通过$R_x$的电流,利用并联电路电压相等求解$R_x$。
【解析】
逐一分析各选项:
选项A:开关断开时,电流表测通过$R_x$的电流$I_1$,由欧姆定律得$U=I_1R_x$;开关闭合时,$R_0$与$R_x$并联,电流表测干路电流$I_2$,通过$R_0$的电流为$I_2-I_1$,则$U=(I_2-I_1)R_0$。联立两式$I_1R_x=(I_2-I_1)R_0$,可解出$R_x$,符合要求。
选项B:开关断开时,$R_0$与$R_x$串联,电流表测电流$I_1$,则$U=I_1(R_0+R_x)$;开关闭合时,$R_x$被短路,电流表测$R_0$的电流$I_2$,则$U=I_2R_0$。联立两式$I_2R_0=I_1(R_0+R_x)$,可解出$R_x$,符合要求。
选项C:开关断开时,电路为$R_0$的简单电路,电流表测电流$I_1$,$U=I_1R_0$;开关闭合时,$R_0$与$R_x$并联,电流表仍测$R_0$的电流(电流表与$R_0$串联),电流仍为$I_1$,无法获取$R_x$的任何电学信息,无法计算$R_x$,不符合要求。
选项D:开关断开时,电流表测$R_0$的电流$I_1$,$U=I_1R_0$;开关闭合时,$R_0$与$R_x$并联,电流表测干路电流$I_2$,通过$R_x$的电流为$I_2-I_1$,则$R_x=\frac{U}{I_2-I_1}=\frac{I_1R_0}{I_2-I_1}$,可解出$R_x$,符合要求。
综上,不符合要求的是C选项。
【答案】
C
【知识点】
欧姆定律的应用;串并联电路的电流规律
【点评】
本题考查利用已知电阻和电流表测量未知电阻的方法,核心是通过开关通断改变电路连接方式,获取两组有效电学数据,结合欧姆定律建立等式求解。需熟练掌握串并联电路的电流、电压规律,以及欧姆定律的灵活应用。
【难度系数】
0.6