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12.学校实验室有两只分别标有“10Ω 1A”和“20Ω 1.5A”的定值电阻，小明想把它们串联后接在电源两端，则电路两端允许加的最大电压应为 ______ V；小华想把它们并联后接在电源两端，则电路两端允许加的最大电压应为 ______ V.
答案
12.30 10
解析
【分析】
本题需结合串并联电路的特点和欧姆定律解题：串联电路电流处处相等，电路最大电流取较小的电阻额定电流；并联电路各支路电压相等，电源最大电压取较小的电阻额定电压，再通过欧姆定律计算对应电压。
【解析】
1. 串联时：
串联电路电流处处相等，为保护电阻不损坏，电路中的最大电流应等于较小的额定电流，即$I_{最大}=I_{1额}=1A$。
总电阻$R_{总}=R_1+R_2=10Ω+20Ω=30Ω$。
根据欧姆定律$U=IR$，电路两端允许加的最大电压：$U_{串}=I_{最大}R_{总}=1A×30Ω=30V$。
2. 并联时：
先计算两电阻的额定电压：
$U_{1额}=I_{1额}R_1=1A×10Ω=10V$，$U_{2额}=I_{2额}R_2=1.5A×20Ω=30V$。
并联电路各支路电压相等，为保护电阻不损坏，电源最大电压取较小的额定电压，即$U_{并}=10V$。
【答案】
30 10
【知识点】
欧姆定律、串联电路特点、并联电路特点
【点评】
本题考查串并联电路规律与欧姆定律的结合应用，核心是明确串并联时额定值的选取原则，属于初中物理基础应用题，需熟练掌握相关规律。
【难度系数】
0.6
本题需结合串并联电路的特点和欧姆定律解题：串联电路电流处处相等，电路最大电流取较小的电阻额定电流；并联电路各支路电压相等，电源最大电压取较小的电阻额定电压，再通过欧姆定律计算对应电压。
【解析】
1. 串联时：
串联电路电流处处相等，为保护电阻不损坏，电路中的最大电流应等于较小的额定电流，即$I_{最大}=I_{1额}=1A$。
总电阻$R_{总}=R_1+R_2=10Ω+20Ω=30Ω$。
根据欧姆定律$U=IR$，电路两端允许加的最大电压：$U_{串}=I_{最大}R_{总}=1A×30Ω=30V$。
2. 并联时：
先计算两电阻的额定电压：
$U_{1额}=I_{1额}R_1=1A×10Ω=10V$，$U_{2额}=I_{2额}R_2=1.5A×20Ω=30V$。
并联电路各支路电压相等，为保护电阻不损坏，电源最大电压取较小的额定电压，即$U_{并}=10V$。
【答案】
30 10
【知识点】
欧姆定律、串联电路特点、并联电路特点
【点评】
本题考查串并联电路规律与欧姆定律的结合应用，核心是明确串并联时额定值的选取原则，属于初中物理基础应用题，需熟练掌握相关规律。
【难度系数】
0.6
13. 在“设计和制作一个模拟调光灯”的综合实践活动中，小明设计的电路图如图所示，已知电源电压为6V，小灯泡上标有“4.8V 0.3A”字样，滑动变阻器的规格是“20Ω 1A”.假设小灯泡灯丝的电阻保持不变，他正确连接电路且规范操作后闭合开关S，此时电路中的电流是
0.17
A（保留两位小数），移动滑动变阻器的滑片，当小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值为4
Ω.该电路的不足之处是当滑动变阻器接入电路的电阻过小时，会烧坏灯泡，对此你的改进措施是在电路中串联一个阻值为4Ω的保护电阻
.答案
13.0.17 4 在电路中串联一个阻值为4Ω的保护电阻
解析
【分析】
本题为串联电路的电学计算问题，需结合欧姆定律分析：首先明确规范操作闭合开关时滑动变阻器接入最大阻值，先计算灯泡电阻，再结合总电阻求电流；灯泡正常发光时电流为额定电流，据此求滑动变阻器阻值；最后分析电路不足，计算所需保护电阻完成改进。
【解析】
1. 计算小灯泡电阻：根据欧姆定律，小灯泡的电阻 $ R_L = \frac{U_{额}}{I_{额}} = \frac{4.8V}{0.3A} = 16\Omega $。
2. 规范操作闭合开关时，滑动变阻器接入最大阻值 $ R_{滑大}=20\Omega $，串联总电阻 $ R_{总}=R_L + R_{滑大}=16\Omega +20\Omega=36\Omega $，此时电路电流 $ I=\frac{U_{总}}{R_{总}}=\frac{6V}{36\Omega}\approx0.17A $。
3. 小灯泡正常发光时，电路电流等于额定电流 $ I'=I_{额}=0.3A $，总电阻 $ R_{总}'=\frac{U_{总}}{I'}=\frac{6V}{0.3A}=20\Omega $，滑动变阻器接入阻值 $ R_{滑}'=R_{总}'-R_L=20\Omega -16\Omega=4\Omega $。
4. 电路不足改进：当滑动变阻器阻值为0时，灯泡两端电压等于电源电压6V，超过额定电压易烧坏灯泡。需串联保护电阻，使灯泡两端最大电压为4.8V，保护电阻两端电压 $ U_{保}=6V-4.8V=1.2V $，电流为0.3A，故保护电阻阻值 $ R_{保}=\frac{U_{保}}{I_{额}}=\frac{1.2V}{0.3A}=4\Omega $，即串联一个4Ω的保护电阻。
【答案】
0.17；4；在电路中串联一个阻值为4Ω的保护电阻
【知识点】
欧姆定律、串联电路特点、滑动变阻器应用
【点评】
本题结合串联电路规律和欧姆定律，考查对电路的分析与改进，需灵活运用灯泡额定参数，难度中等，适合学生综合实践应用。
【难度系数】
0.5
本题为串联电路的电学计算问题，需结合欧姆定律分析：首先明确规范操作闭合开关时滑动变阻器接入最大阻值，先计算灯泡电阻，再结合总电阻求电流；灯泡正常发光时电流为额定电流，据此求滑动变阻器阻值；最后分析电路不足，计算所需保护电阻完成改进。
【解析】
1. 计算小灯泡电阻：根据欧姆定律，小灯泡的电阻 $ R_L = \frac{U_{额}}{I_{额}} = \frac{4.8V}{0.3A} = 16\Omega $。
2. 规范操作闭合开关时，滑动变阻器接入最大阻值 $ R_{滑大}=20\Omega $，串联总电阻 $ R_{总}=R_L + R_{滑大}=16\Omega +20\Omega=36\Omega $，此时电路电流 $ I=\frac{U_{总}}{R_{总}}=\frac{6V}{36\Omega}\approx0.17A $。
3. 小灯泡正常发光时，电路电流等于额定电流 $ I'=I_{额}=0.3A $，总电阻 $ R_{总}'=\frac{U_{总}}{I'}=\frac{6V}{0.3A}=20\Omega $，滑动变阻器接入阻值 $ R_{滑}'=R_{总}'-R_L=20\Omega -16\Omega=4\Omega $。
4. 电路不足改进：当滑动变阻器阻值为0时，灯泡两端电压等于电源电压6V，超过额定电压易烧坏灯泡。需串联保护电阻，使灯泡两端最大电压为4.8V，保护电阻两端电压 $ U_{保}=6V-4.8V=1.2V $，电流为0.3A，故保护电阻阻值 $ R_{保}=\frac{U_{保}}{I_{额}}=\frac{1.2V}{0.3A}=4\Omega $，即串联一个4Ω的保护电阻。
【答案】
0.17；4；在电路中串联一个阻值为4Ω的保护电阻
【知识点】
欧姆定律、串联电路特点、滑动变阻器应用
【点评】
本题结合串联电路规律和欧姆定律，考查对电路的分析与改进，需灵活运用灯泡额定参数，难度中等，适合学生综合实践应用。
【难度系数】
0.5
14.如图所示的电路，当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P向下滑动时，电流表$\mathrm{A}_{1}$的示数________，电流表$\mathrm{A}_{2}$的示数________，电压表V的示数________.（均填“变大”“变小”或“不变”）
答案
14.不变 变小 不变
解析
【分析】首先明确电路结构：开关S闭合后，$R_1$与$R_2$并联；电压表V并联在电源两端，测量电源电压；电流表$\mathrm{A}_{1}$与$R_1$串联，测量$R_1$支路的电流；电流表$\mathrm{A}_{2}$在干路，测量电路的总电流。解题时，先根据并联电路特点判断各支路电压的变化，再结合欧姆定律分析各支路电流和干路电流的变化，同时确定电压表示数的变化。
【解析】1. 电压表示数：电压表V测电源电压，电源电压保持不变，因此电压表V的示数不变。
2. 电流表$\mathrm{A}_{1}$的示数：并联电路中各支路两端电压等于电源电压，故$R_1$两端电压等于电源电压，保持不变；$R_1$为定值电阻，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，$R_1$支路的电流$I_1=\frac{U}{R_1}$，因此$I_1$不变，即电流表$\mathrm{A}_{1}$的示数不变。
3. 电流表$\mathrm{A}_{2}$的示数：滑片P向下滑动时，滑动变阻器$R_2$接入电路的电阻变大；$R_2$两端电压等于电源电压，不变，根据欧姆定律，$R_2$支路的电流$I_2=\frac{U}{R_2}$，因$R_2$变大，故$I_2$变小；干路电流$I=I_1+I_2$，$I_1$不变、$I_2$变小，因此总电流$I$变小，即电流表$\mathrm{A}_{2}$的示数变小。
【答案】不变 变小 不变
【知识点】并联电路特点、欧姆定律、滑动变阻器
【点评】本题为动态电路分析题，核心是先明确电路连接方式和电表测量对象，再利用并联电路“电压相等、支路独立”的特点，结合欧姆定律分析电表示数变化，是初中电学的基础题型。
【难度系数】0.6
【解析】1. 电压表示数：电压表V测电源电压，电源电压保持不变，因此电压表V的示数不变。
2. 电流表$\mathrm{A}_{1}$的示数：并联电路中各支路两端电压等于电源电压，故$R_1$两端电压等于电源电压，保持不变；$R_1$为定值电阻，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，$R_1$支路的电流$I_1=\frac{U}{R_1}$，因此$I_1$不变，即电流表$\mathrm{A}_{1}$的示数不变。
3. 电流表$\mathrm{A}_{2}$的示数：滑片P向下滑动时，滑动变阻器$R_2$接入电路的电阻变大；$R_2$两端电压等于电源电压，不变，根据欧姆定律，$R_2$支路的电流$I_2=\frac{U}{R_2}$，因$R_2$变大，故$I_2$变小；干路电流$I=I_1+I_2$，$I_1$不变、$I_2$变小，因此总电流$I$变小，即电流表$\mathrm{A}_{2}$的示数变小。
【答案】不变 变小 不变
【知识点】并联电路特点、欧姆定律、滑动变阻器
【点评】本题为动态电路分析题，核心是先明确电路连接方式和电表测量对象，再利用并联电路“电压相等、支路独立”的特点，结合欧姆定律分析电表示数变化，是初中电学的基础题型。
【难度系数】0.6
15. 如图所示的电路中，电源电压保持不变.开关S闭合后，三只电表示数均未发生变化.若故障只发生在电阻$R_1$或$R_2$处，判断正确的是 （
A.$R_1$一定断路
B.$R_2$一定断路
C.$R_1$一定短路
D.$R_2$一定短路
B
）A.$R_1$一定断路
B.$R_2$一定断路
C.$R_1$一定短路
D.$R_2$一定短路
答案
15.B
解析
【分析】
首先明确电路结构：开关S断开时，电路为$R_1$的简单电路，电流表$A_1$测$R_1$支路电流，电流表$A_2$测干路电流（等于$A_1$示数），电压表V测电源电压；开关S闭合后，正常情况下$R_1$与$R_2$并联，$A_1$仍测$R_1$支路电流，$A_2$测干路电流，V仍测电源电压。题目要求开关闭合后三只电表示数均未变化，故障仅在$R_1$或$R_2$处，需逐一分析各故障对电表示数的影响，排除不符合的选项。
【解析】
1. 若故障为$R_1$断路：开关断开时，电路不通，$A_1$、$A_2$示数均为0，V表示数为电源电压；闭合S后，$R_2$支路接通，$A_2$示数变为$R_2$的电流，示数发生变化，不符合题意，排除A选项。
2. 若故障为$R_2$断路：开关断开时，只有$R_1$工作，$A_1$示数为$I_1$，$A_2$示数为$I_1$，V表示数为电源电压$U$；闭合S后，$R_2$断路，电路仍只有$R_1$工作，$A_1$、$A_2$示数不变，V表示数仍为$U$，三只电表示数均未变化，符合题意。
3. 若故障为$R_1$短路：开关断开时，电源被短路，$A_2$示数极大，会损坏电流表，不符合电路正常工作的前提，排除C选项。
4. 若故障为$R_2$短路：开关断开时，电路为$R_1$，$A_2$示数为$I_1$；闭合S后，电源被短路，$A_2$示数变大，V表示数变为0，示数发生变化，不符合题意，排除D选项。
综上，故障一定是$R_2$断路，对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
并联电路电流规律、电路故障分析
【点评】
本题结合并联电路特点考查电路故障判断，需明确开关断开和闭合时的电路连接方式，逐一分析故障对电表示数的影响，考查学生的电路分析能力。
【难度系数】
0.5
首先明确电路结构：开关S断开时，电路为$R_1$的简单电路，电流表$A_1$测$R_1$支路电流，电流表$A_2$测干路电流（等于$A_1$示数），电压表V测电源电压；开关S闭合后，正常情况下$R_1$与$R_2$并联，$A_1$仍测$R_1$支路电流，$A_2$测干路电流，V仍测电源电压。题目要求开关闭合后三只电表示数均未变化，故障仅在$R_1$或$R_2$处，需逐一分析各故障对电表示数的影响，排除不符合的选项。
【解析】
1. 若故障为$R_1$断路：开关断开时，电路不通，$A_1$、$A_2$示数均为0，V表示数为电源电压；闭合S后，$R_2$支路接通，$A_2$示数变为$R_2$的电流，示数发生变化，不符合题意，排除A选项。
2. 若故障为$R_2$断路：开关断开时，只有$R_1$工作，$A_1$示数为$I_1$，$A_2$示数为$I_1$，V表示数为电源电压$U$；闭合S后，$R_2$断路，电路仍只有$R_1$工作，$A_1$、$A_2$示数不变，V表示数仍为$U$，三只电表示数均未变化，符合题意。
3. 若故障为$R_1$短路：开关断开时，电源被短路，$A_2$示数极大，会损坏电流表，不符合电路正常工作的前提，排除C选项。
4. 若故障为$R_2$短路：开关断开时，电路为$R_1$，$A_2$示数为$I_1$；闭合S后，电源被短路，$A_2$示数变大，V表示数变为0，示数发生变化，不符合题意，排除D选项。
综上，故障一定是$R_2$断路，对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
并联电路电流规律、电路故障分析
【点评】
本题结合并联电路特点考查电路故障判断，需明确开关断开和闭合时的电路连接方式，逐一分析故障对电表示数的影响，考查学生的电路分析能力。
【难度系数】
0.5
