電流與電路綜合練習(xí)題及詳細解析電流與電路是電學(xué)的基礎(chǔ)，也是深入學(xué)習(xí)電磁學(xué)的基石。通過綜合練習(xí)，我們不僅能鞏固所學(xué)的基本概念和規(guī)律，更能提升分析問題和解決問題的能力。以下為您精心準備了一套電流與電路綜合練習(xí)題，并附上詳細解析，希望能對您的學(xué)習(xí)有所助益。一、夯實基礎(chǔ)，理解概念在開始綜合練習(xí)之前，我們先來簡要回顧幾個核心概念：電流是電荷的定向移動形成的，其大小等于單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量；電路則是電流流通的路徑，基本組成包括電源、用電器、開關(guān)和導(dǎo)線。串聯(lián)電路中電流處處相等，總電壓等于各部分電路電壓之和；并聯(lián)電路中各支路電壓相等，干路電流等于各支路電流之和。歐姆定律（I=U/R）揭示了電流、電壓和電阻之間的定量關(guān)系，是分析電路的重要工具。---二、綜合練習(xí)題題目一：電路識別與連接題目：如圖所示為某同學(xué)設(shè)計的電路，電源為兩節(jié)新干電池。請判斷電路中各用電器的連接方式，并指出開關(guān)閉合后，哪些燈泡會發(fā)光，哪些不會發(fā)光？若想讓所有燈泡都正常發(fā)光，電路應(yīng)如何修改？（假設(shè)所有燈泡規(guī)格相同且均能正常工作）題目二：電流的計算題目：在一個串聯(lián)電路中，電源電壓為已知值，電路中串聯(lián)了兩個電阻，阻值分別為R1和R2。閉合開關(guān)后，通過R1的電流為I。請計算：1.電路的總電阻是多少？2.電源電壓是多少？3.通過R2的電流是多少？4.R1兩端的電壓U1和R2兩端的電壓U2分別是多少？題目三：歐姆定律的應(yīng)用題目：某定值電阻兩端的電壓為U時，通過它的電流為I。若將該電阻兩端的電壓增大到原來的n倍（假設(shè)電阻阻值不變且仍在額定范圍內(nèi)），則此時通過該電阻的電流變?yōu)槎嗌?？電阻的阻值是多少？題目四：電路故障分析題目：如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S后，發(fā)現(xiàn)燈泡L不發(fā)光，電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)且接近電源電壓。請判斷電路中可能出現(xiàn)的故障類型，并說明理由。（電路中只有一處故障）題目五：綜合應(yīng)用與拓展題目：一個電路中有電源、開關(guān)、定值電阻R0以及一個滑動變阻器R串聯(lián)組成。閉合開關(guān)，當滑動變阻器的滑片P在某一位置時，電流表的示數(shù)為I1，電壓表（并聯(lián)在滑動變阻器兩端）的示數(shù)為U1。當滑動變阻器的滑片P移動到另一位置時，電流表的示數(shù)為I2，電壓表的示數(shù)為U2。已知電源電壓恒定不變。1.請用已知的物理量（I1,U1,I2,U2）表示電源電壓U和定值電阻R0。2.若將電壓表改接在定值電阻R0兩端，能否通過類似的測量方法求出電源電壓U和定值電阻R0？請簡述理由。---三、詳細解析題目一解析：電路識別：首先需要觀察電路圖（此處需學(xué)生自行想象或根據(jù)實際題目給出的圖進行分析）。判斷燈泡的連接方式，主要看電流路徑。如果電流從電源正極出發(fā)，依次經(jīng)過各個燈泡，然后回到電源負極，途中沒有分支，則為串聯(lián)；如果電流在某處分為幾條支路，每條支路中只有一個（或一組）燈泡，然后在另一處匯合，則為并聯(lián)。發(fā)光情況判斷：*若為串聯(lián)電路：串聯(lián)電路中，各用電器相互影響，一處斷路則所有用電器都不工作。如果開關(guān)閉合后，電路是通路，且電源電壓等于各燈泡額定電壓之和（若燈泡規(guī)格相同，則電源電壓應(yīng)為單個燈泡額定電壓的n倍，n為燈泡個數(shù)），則所有燈泡都會發(fā)光。若電源電壓不滿足，則可能燈泡不發(fā)光或損壞。*若為并聯(lián)電路：并聯(lián)電路中，各支路用電器互不影響，干路開關(guān)控制所有用電器，支路開關(guān)控制本支路用電器。如果開關(guān)在干路，則閉合后所有支路燈泡（若支路無其他斷路）都會發(fā)光；如果開關(guān)在某一支路，則只有該支路燈泡發(fā)光，其他支路若沒有開關(guān)控制且電路完好則會一直發(fā)光（但題目中說“開關(guān)閉合后”，暗示開關(guān)可能控制整個電路）。*特殊情況：若電路中存在短路情況，被短路的燈泡不會發(fā)光，而其他未被短路的燈泡可能會因電流過大而損壞或異常發(fā)光。例如，如果兩個燈泡串聯(lián)，其中一個燈泡被短路，則電流會優(yōu)先通過短路導(dǎo)線，被短路的燈泡不發(fā)光，另一個燈泡兩端電壓會接近電源電壓，若電源電壓遠大于其額定電壓，則該燈泡可能被燒毀而不發(fā)光，否則會更亮。電路修改建議：*如果是因為短路導(dǎo)致部分燈泡不發(fā)光，則需要排除短路故障，確保每個燈泡都在各自的通路中。*如果是因為串聯(lián)時電源電壓不足或過高，則需調(diào)整電源電壓或改變連接方式。例如，規(guī)格相同的燈泡若想正常發(fā)光，并聯(lián)時電源電壓應(yīng)等于其額定電壓；串聯(lián)時電源電壓應(yīng)等于各燈泡額定電壓之和。*如果是因為開關(guān)位置不當導(dǎo)致部分燈泡不受控，則應(yīng)將開關(guān)安裝在干路或需要控制的支路上。（*具體答案需根據(jù)實際電路圖確定，此處提供分析方法和思路。*）題目二解析：1.電路的總電阻：在串聯(lián)電路中，總電阻等于各串聯(lián)電阻之和。因此，總電阻R總=R1+R2。2.電源電壓：根據(jù)歐姆定律I=U/R，可得U=IR。此處的R為總電阻。所以，電源電壓U總=I*R總=I*(R1+R2)。3.通過R2的電流：串聯(lián)電路的特點是電流處處相等。因此，通過R2的電流I2=I1=I。4.R1和R2兩端的電壓：根據(jù)歐姆定律，U1=I*R1；U2=I*R2。且U總=U1+U2，這也驗證了串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和。題目三解析：電流變化：根據(jù)歐姆定律I=U/R，當電阻R不變時，電流I與電壓U成正比。原狀態(tài)：I=U/R。電壓增大到n倍后，新電壓U'=nU。則新電流I'=U'/R=(nU)/R=n*(U/R)=nI。所以，此時通過該電阻的電流變?yōu)樵瓉淼膎倍，即nI。電阻的阻值：電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，它不隨導(dǎo)體兩端的電壓和通過的電流的改變而改變（在溫度不變時）。由原狀態(tài)的歐姆定律變形可得R=U/I。這個阻值就是該定值電阻的阻值。當電壓增大后，雖然U和I都增大了，但它們的比值R保持不變。題目四解析：故障現(xiàn)象：燈泡L不發(fā)光，電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)且接近電源電壓，且電路只有一處故障。故障分析：*電流表無示數(shù)：說明電路中沒有電流，即電路是斷路狀態(tài)（開路）。如果是短路，電流表會有示數(shù)（甚至過大燒毀）。*燈泡L不發(fā)光：可能是燈泡本身斷路、短路，或電路中其他地方斷路導(dǎo)致沒有電流通過燈泡。但電流表無示數(shù)已排除短路（除非電源短路，但電源短路電壓表無示數(shù)）。*電壓表有示數(shù)且接近電源電壓：電壓表有示數(shù)，說明電壓表的兩個接線柱到電源正負極之間是通路。其示數(shù)接近電源電壓，說明電壓表所測量的部分（即燈泡L兩端，假設(shè)電壓表是并聯(lián)在燈泡L兩端）分擔(dān)了幾乎全部的電源電壓。結(jié)論：綜合以上分析，故障應(yīng)為燈泡L斷路。理由：當燈泡L斷路時，整個電路斷路，所以電流表無示數(shù)，燈泡不發(fā)光。此時電壓表的兩個接線柱，一個通過導(dǎo)線連接到電源正極（假設(shè)），另一個通過導(dǎo)線（和電流表，電流表可視為導(dǎo)線）連接到電源負極，而中間斷開的部分正好是燈泡L，電壓表相當于直接并聯(lián)在了電源兩端，因此測量的是電源電壓，示數(shù)接近電源電壓。（*如果題目中電壓表并聯(lián)在其他元件兩端，分析思路類似，關(guān)鍵看電壓表測量的是哪個元件的電壓。例如，若電壓表并聯(lián)在電阻R兩端，R斷路，則現(xiàn)象相同。*）題目五解析：1.表示電源電壓U和定值電阻R0：根據(jù)串聯(lián)電路的特點和歐姆定律，電源電壓U等于定值電阻R0兩端的電壓U0與滑動變阻器R兩端的電壓U_R之和。即：U=U0+U_R。當滑片在第一位置時：U=I1*R0+U1...(1)當滑片在第二位置時：U=I2*R0+U2...(2)因為電源電壓U恒定，所以(1)式等于(2)式：I1*R0+U1=I2*R0+U2移項得：I1*R0-I2*R0=U2-U1R0(I1-I2)=U2-U1解得：R0=(U2-U1)/(I1-I2)或R0=(U1-U2)/(I2-I1)(分子分母同時變號，結(jié)果相同)將R0的表達式代入(1)式：U=I1*[(U2-U1)/(I1-I2)]+U1（可進一步通分化簡，但此表達式已能表示電源電壓U）2.電壓表改接后的可行性：能。理由：若電壓表改接在定值電阻R0兩端，則電壓表的示數(shù)U0為R0兩端的電壓。根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點，電源電壓U=U0+U_R，其中U_R為滑動變阻器兩端電壓。而U_R=I*R(I為電路中電流，即電流表的示數(shù))。當滑片在第一位置時：U=U01+I1*R(但R未知)。不過，我們同樣可以利用兩次測量的數(shù)據(jù)。當滑片在第一位置時：U=U01+I1*R滑1(R滑1為此時滑動變阻器接入電路的電阻)同時，U01=I1*R0=>R0=U01/I1。當滑片在第二位置時：U=U02+I2*R滑2同時，U02=I2*R0=>R0=U02/I2。因為R0是定值電阻，所以U01/I1=U02/I2=R0。此時電源電壓U=U01+I1*R滑1。但R滑1未知，看似無法求解。然而，換個思路，利用電源電壓不變：U=U01+(U-U01)（這是恒等式，無意義）。正確的方法是，此時U=I1*R0+U滑1，但U滑1=U-U01=U-I1*R0。但我們可以仿照原問題的方法，列出兩個方程：U=I1*R0+(U-U01)→此式不成立，因為U01=I1*R0。正確的方程應(yīng)為：由于U=U0+U_R，且U_R=I*R，但R是變化的。我們可以直接根據(jù)U=U0+I*R以及U0=I*R0。當?shù)谝淮螠y量：U=I1*R0+U_R1當?shù)诙螠y量：U=I2*R0+U_R2雖然U_R1和U_R2未知，但我們知道U_R1=U-U01=U-I1*R0，U_R2=U-I2*R0。代入后依然是U=I1*R0+(U-I1*R0)，這說明我們需要用兩次測量的I和U0來表示U。因為U01=I1*R0，U02=I2*R0。所以R0=U01/I1=U02/I2。電源電壓U可以表示為U=U01+I1*R滑1。但R滑1未知。但我們可以將R0=U01/I1代入U=I1*R0+U1(這里的U1是原問題中滑動變阻器兩端的電壓，現(xiàn)在我們沒有直接測量U1，但我們知道U1=U-U01)。其實，核心在于，只要能得到兩個包含U和R0的獨立方程，就可以解出U和R0。當電壓表接在R0兩端時，兩次測量得到I1、U01和I2、U02。因為U01=I1*R0和U02=I2*R0，所以R0=U01/I1=U02/I2，這本身就可以求出R0。求出R0后，電源電壓U=U01+I1*R滑1。但R滑1未知，似乎求不出U。關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點：我們忽略了電源電壓U還可以表示為U=I1*(R0+R滑1)和U=I2*(R0+R滑2)。由R滑1=(U/I1)-R0和R滑2=(U/I2)-R0。雖然R滑1和R滑2未知，但我們不需要知道它們的具體值。我們有R0=U01/I1=U02/I2。一旦通過I1、U01或I2、U02求出R0，再將R0代入U=I1*R0+U_R1。但U_R1依然未知。最終結(jié)論：哦，原來當電壓表改接在R0兩端時，我們可以直接利用U01=I1*R0和U02=I2*R0求出R0(只要兩次I和U0不成比例，即滑動變阻器滑片確實移動了，得到了不同的I和U0)。一旦R0確定，電源電壓U可以通過U=I1*(R0+R滑1)，但R滑1未知。然而，如果我們認為U_R1是可以通過U-U01得到，但U本身就是待求量。這似乎陷入了循環(huán)。正確的解答：能。因為我們可以得到兩個關(guān)于U和R0的方程。第一次測量：U=I1*R0+U_R1第二次測量：U=I2*R0+U_R2雖然U_R1和U_R2是兩個未知數(shù)，但我們有U_R1=U-U01和U_R2=U-U02，代入后：U=I1*R0+(U-U01)→0=I1*R0-U01→U01=I1*R0(這是歐姆定律，不是新方程)U=I2*R0+(U-U02)→0=I2*R0-U02→U02=I2*R0(同樣是歐姆定律)這說明，當電壓表接在R0兩端時，我們只能得到R0=U01/I1=U02/I2，而電源電壓U無法單獨求出，除非知道滑動變阻器的阻值，或者有其他條件。因此，之前的“能”是錯誤的。正確的結(jié)論是：不能僅通過類似的測量方法（僅測量I和R0兩端的U0）求出電源電壓U，但可以求出定值電阻R0。修正后的解析：不能唯一確定電源電壓U，但可以求出定值電阻R0。理由：當電壓表改接在定值電阻R0兩端時，根據(jù)歐姆定律，R0=U01/I1=U02/I2，因此可以求出R0。但