23.小明给妹妹房间设计了一个可调节亮度的小夜灯，电路如图所示，电源电压4.5 V保持不变，灯泡上标有“3 V 0.2 A”的字样，不考虑温度对灯丝电阻的影响，则：
(1)闭合开关后，移动滑片使R的阻值变时，通过灯泡的电流变大，灯泡变亮。
(2)当滑动变阻器R接入电路的阻值最大时，通过灯泡的电流为0.1 A，此时灯泡两端的电压为V，为了使电路安全，滑动变阻器接入电路的最小阻值为Ω。

23. (1) 小 (2) 1.5 7.5

【分析】
本题为串联电路的动态分析与计算问题，电路中灯泡L与滑动变阻器R串联，电源电压恒定。解题思路：(1)根据欧姆定律，电源电压不变时，电流与总电阻成反比，要使电流变大，总电阻需变小，因此滑动变阻器阻值应变小；(2)先利用灯泡额定参数计算灯丝电阻，再根据电流计算灯泡两端电压；电路安全时，最大电流为灯泡额定电流，据此计算总电阻，进而求出滑动变阻器的最小阻值。
【解析】
(1) 闭合开关后，灯泡L与滑动变阻器R串联，电源电压U=4.5V不变。根据欧姆定律$I=\frac{U}{R_{总}}$，要使通过灯泡的电流变大，需总电阻$R_{总}$变小，由于灯泡电阻不变，因此滑动变阻器R的阻值应变小。
(2) ① 计算灯丝电阻：已知灯泡额定电压$U_{额}=3V$，额定电流$I_{额}=0.2A$，不考虑温度影响，灯丝电阻$R_{L}=\frac{U_{额}}{I_{额}}=\frac{3V}{0.2A}=15Ω$。
② 当电流$I=0.1A$时，灯泡两端电压$U_{L}=I×R_{L}=0.1A×15Ω=1.5V$。
③ 电路安全时，最大电流为灯泡的额定电流$I_{最大}=I_{额}=0.2A$，此时总电阻$R_{总}=\frac{U}{I_{最大}}=\frac{4.5V}{0.2A}=22.5Ω$，因此滑动变阻器接入的最小阻值$R_{最小}=R_{总}-R_{L}=22.5Ω -15Ω=7.5Ω$。
【答案】
(1) 小 (2) 1.5；7.5
【知识点】
欧姆定律、串联电路特点
【点评】
本题结合串联电路考查欧姆定律的应用，需明确电路安全的核心条件（不超过用电器额定电流），计算过程需准确运用欧姆定律公式，属于基础应用题型。
【难度系数】
0.6

24.粗细均匀的电阻丝AB长为L，当两端电压为3 V时，通过的电流为0.2 A，当两端电压为0 V时，该电阻丝的电阻为Ω。若将电阻丝折成如图CD所示的情形，电阻丝AB的电阻（填“大于”“等于”或“小于”）电阻丝CD的电阻。

24. 15 大于

【分析】
本题需结合欧姆定律计算电阻，同时利用影响电阻大小的因素分析电阻变化。首先根据欧姆定律计算电阻，明确电阻是导体固有属性，与电压无关；再根据电阻与长度、横截面积的关系，判断折后电阻的变化。
【解析】
1. 计算电阻：根据欧姆定律公式 $ R = \frac{U}{I} $，已知AB两端电压 $ U=3V $，通过电流 $ I=0.2A $，代入得 $ R=\frac{3V}{0.2A}=15Ω $；电阻是导体本身的性质，与两端电压、通过的电流无关，因此当两端电压为0V时，该电阻丝的电阻仍为15Ω。
2. 比较电阻大小：电阻丝折成CD的情形时，材料不变，长度变短，横截面积变大；根据影响电阻大小的因素，材料相同时，长度越短、横截面积越大，电阻越小，因此电阻丝AB的电阻大于电阻丝CD的电阻。
【答案】
15；大于
【知识点】
欧姆定律、影响电阻大小的因素
【点评】
本题结合欧姆定律和影响电阻大小的基础知识点考查，需牢记电阻的固有属性，掌握电阻与长度、横截面积的关系，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5

25.如图甲所示的电路中，当闭合开关后，两个电压表指针偏转均如图乙所示，则电灯L₁两端的电压为V，L₂两端的电压为V，电源电压为V。
V₂
L₂
V₁
S
L₁
V
0 1 2 3 0 5 10 15
甲 乙

A
B
C
弹簧
电铃
S

25. 1.2 4.8 6

【分析】首先分析电路连接：L₁与L₂串联；再确定电压表测量对象：V₁并联在电源两端，测电源总电压，V₂并联在L₁两端，测L₁的电压。根据串联电路电压规律，总电压等于各部分电压之和，因此V₁示数大于V₂示数。由于两表指针偏转角度相同，说明它们选用的量程不同，据此读取对应示数，再计算L₂两端的电压。
【解析】
1. 电路分析：由图甲可知，L₁与L₂串联，V₁测电源电压，V₂测L₁两端的电压。
2. 电压表量程与读数：串联电路总电压等于各部分电压之和，故V₁示数大于V₂示数；两表指针偏转角度相同，说明V₁选用0~15V量程，分度值0.5V，示数为6V（即电源电压U=6V）；V₂选用0~3V量程，分度值0.1V，示数为1.2V（即L₁两端电压U₁=1.2V）。
3. 计算L₂两端电压：根据串联电路电压规律，L₂两端电压U₂=U - U₁=6V -1.2V=4.8V。
【答案】1.2；4.8；6
【知识点】串联电路电压规律、电压表读数
【点评】本题结合串联电路电压特点考查电压表的读数，核心是区分两个电压表的测量对象和量程，是电学基础应用题型，需注意量程判断的关键作用。
【难度系数】0.6

26.如图所示是电阻甲和乙的I-U图像，由图可知：$R_甲$ （填“＞”“=”或“＜”）$R_乙$，电阻甲的阻值为 $\Omega$。若将电阻甲和乙并联在同一电源两端，则电阻甲和乙两端的电压大小关系是：$U_甲$ （填“＞”“=”或“＜”）$U_乙$。

26. ＜ 6 =

【分析】要解决本题，需结合欧姆定律和并联电路的特点：首先，电阻大小可通过I-U图像，利用公式$R=\frac{U}{I}$计算，电压相同时，电流越大电阻越小；其次，并联电路的核心特点是各支路两端电压相等，据此分析电压关系。
【解析】1. 计算电阻：根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}$，从I-U图像中选取甲的一组数据，如当$U_甲=6V$时，对应电流$I_甲=1A$，则$R_甲=\frac{U_甲}{I_甲}=\frac{6V}{1A}=6\Omega$；再选取乙的一组数据，如当$U_乙=6V$时，对应电流$I_乙=0.6A$，则$R_乙=\frac{U_乙}{I_乙}=\frac{6V}{0.6A}=10\Omega$，因此$R_甲＜R_乙$。2. 并联电路电压关系：并联电路中各支路两端电压相等，所以甲、乙并联在同一电源两端时，$U_甲=U_乙$。
【答案】＜；6；=
【知识点】欧姆定律、I-U图像、并联电路电压规律
【点评】本题考查欧姆定律的应用和并联电路的电压特点，关键是从I-U图像中提取数据计算电阻，属于基础题型，难度适中。
【难度系数】0.6

27.如图所示是家庭门窗报警器的内部电路结构示意图，开关S处于闭合状态，关闭门窗使金属片B与金属片A、C接触，此时灯亮电铃不响；当门窗被打开时，金属片B与A、C分离，此时电铃（填“响”或“不响”）；某次当门窗被打开，灯泡不发光但电铃响，电路发生的故障是。

27. 响 灯泡短路

【分析】首先明确电路的工作原理：开关闭合时，金属片B与A、C接触，金属片作为导体将电铃短路，电流仅通过灯泡，使灯亮电铃不响；当门窗打开，B与A、C分离，电铃不再被短路，电路接通电铃支路，电铃工作。若门窗打开时灯泡不发光但电铃响，说明灯泡支路短路，电流绕过灯泡，仅使电铃工作。
【解析】1. 当门窗打开，金属片B与A、C分离，电铃不再被短路，电流路径为电源正极→开关S→电铃→负极，电铃接入电路，因此电铃响；2. 门窗打开时正常应电铃响，若此时灯泡不发光但电铃响，说明灯泡所在支路短路，电流不经过灯泡，仅电铃支路导通，故故障为灯泡短路。
【答案】响 灯泡短路
【知识点】电路短路 电路通路 电路故障分析
【点评】本题结合家庭报警器的实际电路，考查电路短路、通路的判断及故障分析，需理解金属片的短路作用，是初中物理电路部分的常见题型，难度适中。
【难度系数】0.5

三、实验与探究题(每空2分，共40分)
28.为了探究串联电路的电流、电压规律，小明用两个相同规格的小灯泡根据如图所示的电路图连接好实物。
(1)闭合开关，小明发现$\mathrm{L}_1$不发光，$\mathrm{L}_2$发光较亮，则小灯泡$\mathrm{L}_1$的故障是，此时电压表没有示数。
(2)排除故障后继续实验，测得电压表$\mathrm{V}_1$、$\mathrm{V}_2$、$\mathrm{V}_3$的示数分别为$U_1$、$U_2$、$U_3$，电流表$\mathrm{A}_1$、$\mathrm{A}_2$、$\mathrm{A}_3$的示数分别为$I_1$、$I_2$、$I_3$，通过对所测数据的分析，小明的下列判断正确的是。
A.$U_2=U_1+U_3$，$I_1=I_2$
B.$U_1=U_2=\dfrac{1}{2}U_3$，$I_1=I_2$
C.$U_1=U_2+U_3$，$I_1=I_2$
D.$U_3=U_1+U_2$，$I_1＜I_2$

(3)小明更换了不同规格灯泡进行多次实验，发现某一次实验中$\mathrm{V}_1$、$\mathrm{V}_3$两个电压表指针偏转均为图乙所示，由此可以判断，该次实验中(填“$\mathrm{L}_1$”或“$\mathrm{L}_2$”)两端的电压为8 V。

28. (1) 短路 Ⓥ₁ (2) B (3) L₂

【分析】
首先明确电路结构：$\mathrm{L}_1$与$\mathrm{L}_2$串联，电流表$\mathrm{A}_1$、$\mathrm{A}_2$、$\mathrm{A}_3$均测串联电路电流，故电流处处相等；电压表$\mathrm{V}_1$测$\mathrm{L}_1$两端电压，$\mathrm{V}_2$测$\mathrm{L}_2$两端电压，$\mathrm{V}_3$测电源总电压。
(1) $\mathrm{L}_2$发光说明电路通路，$\mathrm{L}_1$不发光的故障为短路（若断路则$\mathrm{L}_2$也不发光）；$\mathrm{L}_1$短路时，$\mathrm{V}_1$并联在短路的$\mathrm{L}_1$两端，示数为0，无示数。
(2) 串联电路电流处处相等，故$I_1=I_2$；两灯规格相同则电阻相等，由$U=IR$得$U_1=U_2$，总电压$U_3=U_1+U_2$，即$U_1=U_2=\frac{1}{2}U_3$，对应选项B。
(3) $\mathrm{V}_1$测$\mathrm{L}_1$电压，$\mathrm{V}_3$测总电压，指针偏转相同说明量程不同：$\mathrm{V}_3$用0~15V量程，示数10V；$\mathrm{V}_1$用0~3V量程，示数2V，故$\mathrm{L}_2$两端电压为$10V-2V=8V$。
【解析】
(1) 闭合开关后$\mathrm{L}_2$发光，说明电路为通路，$\mathrm{L}_1$不发光的故障是短路（若$\mathrm{L}_1$断路，整个电路断开，$\mathrm{L}_2$无法发光）；此时电压表$\mathrm{V}_1$并联在短路的$\mathrm{L}_1$两端，因此$\mathrm{V}_1$无示数。
(2) 串联电路中电流处处相等，所以$I_1=I_2$；又因为两灯泡规格相同，电阻$R_1=R_2$，根据欧姆定律$U=IR$，可得$U_1=U_2$；串联电路总电压等于各部分电压之和，即$U_3=U_1+U_2$，所以$U_1=U_2=\frac{1}{2}U_3$，故正确选项为B。
(3) 电压表$\mathrm{V}_1$测$\mathrm{L}_1$两端电压，$\mathrm{V}_3$测电源总电压，两表指针偏转角度相同，说明它们选用的量程不同：$\mathrm{V}_3$量程为0~15V，分度值0.5V，示数为10V；$\mathrm{V}_1$量程为0~3V，分度值0.1V，示数为2V。因此$\mathrm{L}_2$两端的电压为$U_2=U_3-U_1=10V-2V=8V$。
【答案】
(1) 短路；$\mathrm{V}_1$ (2) B (3) $\mathrm{L}_2$
【知识点】
串联电路电流规律、串联电路电压规律、电压表使用
【点评】
本题围绕串联电路的电流、电压规律展开，需明确各电表测量对象，结合电路故障分析、电压表量程判断等知识点解题，属于基础实验题。
【难度系数】
0.5