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8. 如图(a)所示是家用电器中常用的一种电位器，可通过机械式旋钮调节其阻值大小。小亮利用这种电位器自制了一个可调节亮度的手电筒，其电路图如图(b)所示。电源两端电压U为6 V且保持不变，灯泡电阻为10 Ω(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。开关S闭合后，求：
（1）当电位器R接入电路的电阻为20 Ω时，通过灯泡的电流。
（2）当电位器R接入电路的电阻为10 Ω时，灯泡两端的电压。
（1）当电位器R接入电路的电阻为20 Ω时，通过灯泡的电流。
（2）当电位器R接入电路的电阻为10 Ω时，灯泡两端的电压。
答案
8.（1）0.2 A （2）3 V
解析
【分析】
本题为串联电路的欧姆定律应用问题，首先明确电路中灯泡L与电位器R串联，串联电路总电阻等于各电阻之和，电路中电流处处相等。解题时先计算总电阻，再利用欧姆定律计算电路电流，最后根据电流计算灯泡两端电压。
【解析】
（1）当电位器接入电阻$ R=20\ \Omega $时，电路总电阻：
$ R_{\mathrm{总}} = R_L + R = 10\ \Omega + 20\ \Omega = 30\ \Omega $
根据欧姆定律，通过电路的电流（即通过灯泡的电流）：
$ I = \frac{U}{R_{\mathrm{总}}} = \frac{6\ \mathrm{V}}{30\ \Omega} = 0.2\ \mathrm{A} $
（2）当电位器接入电阻$ R'=10\ \Omega $时，电路总电阻：
$ R_{\mathrm{总}}' = R_L + R' = 10\ \Omega + 10\ \Omega = 20\ \Omega $
此时电路电流：
$ I' = \frac{U}{R_{\mathrm{总}}'} = \frac{6\ \mathrm{V}}{20\ \Omega} = 0.3\ \mathrm{A} $
灯泡两端的电压：
$ U_L = I' · R_L = 0.3\ \mathrm{A} × 10\ \Omega = 3\ \mathrm{V} $
【答案】
（1）0.2 A；（2）3 V
【知识点】
欧姆定律、串联电路电阻规律、串联电路电流规律
【点评】
本题是串联电路欧姆定律的基础应用题，考查学生对串联电路特点和欧姆定律的掌握，解题思路清晰、步骤明确，属于初中物理常规基础题。
【难度系数】
0.8
本题为串联电路的欧姆定律应用问题，首先明确电路中灯泡L与电位器R串联，串联电路总电阻等于各电阻之和，电路中电流处处相等。解题时先计算总电阻，再利用欧姆定律计算电路电流，最后根据电流计算灯泡两端电压。
【解析】
（1）当电位器接入电阻$ R=20\ \Omega $时，电路总电阻：
$ R_{\mathrm{总}} = R_L + R = 10\ \Omega + 20\ \Omega = 30\ \Omega $
根据欧姆定律，通过电路的电流（即通过灯泡的电流）：
$ I = \frac{U}{R_{\mathrm{总}}} = \frac{6\ \mathrm{V}}{30\ \Omega} = 0.2\ \mathrm{A} $
（2）当电位器接入电阻$ R'=10\ \Omega $时，电路总电阻：
$ R_{\mathrm{总}}' = R_L + R' = 10\ \Omega + 10\ \Omega = 20\ \Omega $
此时电路电流：
$ I' = \frac{U}{R_{\mathrm{总}}'} = \frac{6\ \mathrm{V}}{20\ \Omega} = 0.3\ \mathrm{A} $
灯泡两端的电压：
$ U_L = I' · R_L = 0.3\ \mathrm{A} × 10\ \Omega = 3\ \mathrm{V} $
【答案】
（1）0.2 A；（2）3 V
【知识点】
欧姆定律、串联电路电阻规律、串联电路电流规律
【点评】
本题是串联电路欧姆定律的基础应用题，考查学生对串联电路特点和欧姆定律的掌握，解题思路清晰、步骤明确，属于初中物理常规基础题。
【难度系数】
0.8
9. 如图所示，$R_1=5\ \Omega,R_2=10\ \Omega$，电压表$\textcircled{V}_1$、$\textcircled{V}_2$的示数之比是 （
A.$1:2$
B.$2:1$
C.$1:3$
D.$3:1$
（第9题）
C
）A.$1:2$
B.$2:1$
C.$1:3$
D.$3:1$
（第9题）答案
9. C
解析
【分析】先分析电路连接方式，确定R₁与R₂为串联；再明确电压表测量对象：V₁测R₁两端电压，V₂测电源总电压（即R₁和R₂的总电压）；利用串联电路电流处处相等的特点，结合欧姆定律推导电压与电阻的关系，进而计算两电压表示数之比。
【解析】由电路图可知，R₁与R₂串联，电压表V₁测量R₁两端的电压U₁，电压表V₂测量电源两端的总电压U（即R₁和R₂两端的总电压）。
因为串联电路中各处电流I相等，根据欧姆定律U=IR，可得：
U₁ = I R₁，U = I(R₁ + R₂)
因此两电压表示数之比：
$\frac{U_1}{U} = \frac{I R_1}{I(R_1 + R_2)} = \frac{R_1}{R_1 + R_2} = \frac{5\ \Omega}{5\ \Omega + 10\ \Omega} = \frac{1}{3}$，即V₁、V₂的示数之比为1:3。
【答案】C
【知识点】串联电路电压规律、欧姆定律
【点评】本题考查串联电路的电压规律及欧姆定律的应用，核心是明确电压表的测量对象，属于基础题型，难度适中。
【难度系数】0.5
【解析】由电路图可知，R₁与R₂串联，电压表V₁测量R₁两端的电压U₁，电压表V₂测量电源两端的总电压U（即R₁和R₂两端的总电压）。
因为串联电路中各处电流I相等，根据欧姆定律U=IR，可得：
U₁ = I R₁，U = I(R₁ + R₂)
因此两电压表示数之比：
$\frac{U_1}{U} = \frac{I R_1}{I(R_1 + R_2)} = \frac{R_1}{R_1 + R_2} = \frac{5\ \Omega}{5\ \Omega + 10\ \Omega} = \frac{1}{3}$，即V₁、V₂的示数之比为1:3。
【答案】C
【知识点】串联电路电压规律、欧姆定律
【点评】本题考查串联电路的电压规律及欧姆定律的应用，核心是明确电压表的测量对象，属于基础题型，难度适中。
【难度系数】0.5
10. 如图所示，在“探究电流与电阻关系”的实验中，当把定值电阻$ R_1 $的阻值由5 Ω换成10 Ω，闭合开关后，两只电表的示数与原来相比（
A.都变大
B.都变小
C.Ⓐ示数变大，Ⓥ示数变小
D.Ⓐ示数变小，Ⓥ示数变大
D
）A.都变大
B.都变小
C.Ⓐ示数变大，Ⓥ示数变小
D.Ⓐ示数变小，Ⓥ示数变大
答案
10. D
解析
【分析】
首先明确电路结构：定值电阻$R_1$与滑动变阻器$R_2$串联，电流表测量串联电路的总电流，电压表测量定值电阻$R_1$两端的电压。当$R_1$的阻值由$5\Omega$换成$10\Omega$时，先分析总电阻变化，再结合欧姆定律判断电流表示数；再通过串联分压规律判断电压表示数，最终确定电表示数的变化情况。
【解析】
1. 电流表示数变化分析：
电路总电阻$R_{总}=R_1+R_2$，当$R_1$由$5\Omega$换为$10\Omega$时，总电阻$R_{总}$增大。电源电压$U$不变，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R_{总}}$，电路中的电流$I$减小，因此电流表示数变小。
2. 电压表示数变化分析：
根据串联分压原理，定值电阻$R_1$两端的电压$U_1=U×\frac{R_1}{R_1+R_2}$。当$R_1$增大时，$\frac{R_1}{R_1+R_2}$的比值增大，因此$U_1$增大，即电压表示数变大。
综上，电流表的示数变小，电压表的示数变大，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
欧姆定律、串联分压、电路动态分析
【点评】
本题考查串联电路的动态分析，核心是利用欧姆定律和串联分压规律判断电表示数变化，需明确各电表的测量对象，结合电阻变化逐步推导电流、电压的变化，是初中电学的基础题型。
【难度系数】
0.5
首先明确电路结构：定值电阻$R_1$与滑动变阻器$R_2$串联，电流表测量串联电路的总电流，电压表测量定值电阻$R_1$两端的电压。当$R_1$的阻值由$5\Omega$换成$10\Omega$时，先分析总电阻变化，再结合欧姆定律判断电流表示数；再通过串联分压规律判断电压表示数，最终确定电表示数的变化情况。
【解析】
1. 电流表示数变化分析：
电路总电阻$R_{总}=R_1+R_2$，当$R_1$由$5\Omega$换为$10\Omega$时，总电阻$R_{总}$增大。电源电压$U$不变，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R_{总}}$，电路中的电流$I$减小，因此电流表示数变小。
2. 电压表示数变化分析：
根据串联分压原理，定值电阻$R_1$两端的电压$U_1=U×\frac{R_1}{R_1+R_2}$。当$R_1$增大时，$\frac{R_1}{R_1+R_2}$的比值增大，因此$U_1$增大，即电压表示数变大。
综上，电流表的示数变小，电压表的示数变大，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
欧姆定律、串联分压、电路动态分析
【点评】
本题考查串联电路的动态分析，核心是利用欧姆定律和串联分压规律判断电表示数变化，需明确各电表的测量对象，结合电阻变化逐步推导电流、电压的变化，是初中电学的基础题型。
【难度系数】
0.5
11. 如图所示，当开关S闭合后，两只电表均有示数。过了一会儿，由于其中一个灯泡出现故障，电压表示数突然变小，电流表示数突然变大，故障原因是（
A.$L_1$短路
B.$L_2$短路
C.$L_1$断路
D.$L_2$断路
A
）A.$L_1$短路
B.$L_2$短路
C.$L_1$断路
D.$L_2$断路
答案
11. A
解析
【分析】首先明确电路结构：开关闭合后，L₁与L₂串联，电流表测串联电路的电流，电压表并联在L₁两端，测L₁的电压。故障现象为电压表示数突然变小、电流表示数突然变大，根据欧姆定律I=U/R，电源电压不变时，电流变大说明电路总电阻变小，因此故障为短路（断路时电路电流会变为0，不符合电流变大的情况）。接下来分析短路的灯泡：若L₁短路，电压表并联在短路的L₁两端，电压表示数变为0（变小），电路总电阻减小，电流变大，符合题意；若L₂短路，电压表相当于测电源电压，示数会变大，不符合“电压表示数变小”的条件，由此确定故障类型。
【解析】解：由图可知，L₁与L₂串联，电流表测电路电流，电压表测L₁两端电压。
1. 电流表示数突然变大，根据I=U/R，电源电压不变，说明电路总电阻变小，故障为短路（断路时电流为0，排除C、D选项）；
2. 若L₂短路，电压表将测量电源电压，示数会变大，不符合“电压表示数变小”，排除B选项；
3. 若L₁短路，电压表并联在短路的L₁两端，示数变为0（变小），电路总电阻仅为L₂的电阻，比两灯串联的总电阻小，电流变大，符合故障现象。
因此故障为L₁短路，答案选A。
【答案】A
【知识点】串联电路故障分析、欧姆定律应用
【点评】本题考查串联电路故障的判断，需结合欧姆定律分析电流、电压的变化，明确短路和断路对电路的影响，是电路故障分析的典型题型。
【难度系数】0.5
【解析】解：由图可知，L₁与L₂串联，电流表测电路电流，电压表测L₁两端电压。
1. 电流表示数突然变大，根据I=U/R，电源电压不变，说明电路总电阻变小，故障为短路（断路时电流为0，排除C、D选项）；
2. 若L₂短路，电压表将测量电源电压，示数会变大，不符合“电压表示数变小”，排除B选项；
3. 若L₁短路，电压表并联在短路的L₁两端，示数变为0（变小），电路总电阻仅为L₂的电阻，比两灯串联的总电阻小，电流变大，符合故障现象。
因此故障为L₁短路，答案选A。
【答案】A
【知识点】串联电路故障分析、欧姆定律应用
【点评】本题考查串联电路故障的判断，需结合欧姆定律分析电流、电压的变化，明确短路和断路对电路的影响，是电路故障分析的典型题型。
【难度系数】0.5
