初中物理电流表、电压表在判断电路故障中的应用实验题

图甲为小明同学探究"电流与电压的关系"的实验原理图。已知电源电压为 $4.5V$ ，且保持恒定，定值电阻 $R_0=10\Omega$ 。

（1）请根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线将图乙所示的电路连接完整（导线不允许交叉）；

（2）连接好电路后，闭合开关 $S$ ，发现电流表指针几乎没有偏转，电压表指针迅速偏转到满偏刻度外。出现这一现象的原因可能是 　　（假设电路只有一处故障）；

$A.$ 定值电阻 $R_0$ 短路

$B.$ 定值电阻 $R_0$ 断路

$C.$ 滑动变阻器 $R$ 断路

$D.$ 滑动变阻器 $R$ 短路

（3）排除故障后，闭合开关 $S$ 进行实验，并将实验数据记录在下表中。

	一	二	三
$U\left(V\right)$	3	2	1
$I$ （A）	0.3	0.2

实验中，小明发现无论怎样调节滑动变阻器，都无法使定值电阻 $R_0$ 两端的电压达到 $1V$ 或 $1V$ 以下。其原因可能是 　　

A．	$A.$ 定值电阻 $R_0$ 的阻值太小
B．	$B.$ 电源电压太低
C．	$C.$ 滑动变阻器 $R$ 最大阻值太小
D．	$D.$ 滑动变阻器 $R$ 最大阻值太大

（4）解决上述问题后，继续实验，当电压表读数为 $1V$ 时，电流表的示数如图丙所示，读数为 　　 $A$ 。

（5）请根据实验记录的数据，在图丁中画出定值电阻 $R_0$ 的 $U-I$ 图象；

（6）实验结论：当导体电阻不变时，通过导体的电流与导体两端的电压成 　　。

如图甲所示是"探究电压一定时，电流跟电阻关系"的实验电路图，已知电源电压恒为4V，滑动变阻器（30Ω 1A）以及符合实验要求的电表，开关和导线。

（1）实验中小明同学多次改变R的阻值，记下对应电流表的示数，得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图象，由图象可以得出结论：当导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 　 　比。

（2）由图乙可知，小明探究时，控制电阻两端电压 　 　V不变。

（3）如果小明同学连好电路后闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现电流表有示数，电压表无示数，则该故障可能是由R 　 　（选填"短路"或"断路"）造成的。

（4）小明为了能够完成上述实验，更换的电阻R的阻值不能超过 　 　Ω。

（5）上述实验结束后，小明又设计了如图丙所示的电路，只用电压表来测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，已知滑动变阻器的最大阻值为10Ω，其测量过程如下：

①闭合开关S、S ₂，断开S ₁，将滑动变阻器的滑片移到最上端，电压表示数为4V；

②闭合S、S ₁，断开S ₂，移动滑动变阻器使电压表读数为 　 　V时，小灯泡正常发光；

③闭合S、S ₂，断开S ₁，保持滑动变阻器的滑片与②步的位置相同，此时电压表示数为2V；

④根据上述测量，可知小灯泡的额定功率P＝ 　 　W。

在探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时，小明设计了如图 $-1$ 所示电路。电源电压为 $3V$ 且保持不变， $R$ 为定值电阻。

（1）连接电路时，开关应处于 　　状态；闭合开关前滑动变阻器的滑片 $P$ 应处于 　　处。

（2）闭合开关 $S$ ，发现电压表示数接近 $3V$ ，电流表指针几乎不偏转，移动滑片 $P$ 的过程中，两表示数均无变化。已知导线、仪表均完好，且接触良好，则故障原因是 　　。

（3）排除故障后，闭合开关 $S$ ，小明改变电阻 $R$ 两端的电压，进行了多次实验，实验数据记录如下表。

实验次数	1	2	3	4
电压表示数     $U/V$	1.0	1.5	2.0	2.5
电流表示数     $I/A$	0.10	0.15	0.20	0.25

①请根据表中数据，在图 $-2$ 中用描点法画出导体中的电流 $I$ 与导体两端电压 $U$ 的关系图象。

②分析数据可得：当导体电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成 　　。

（4）在此实验中改变电阻 $R$ 两端的电压是通过改变 　　来实现的。

（5）此实验中多次测量寻找普遍规律的目的与下面的 　　（选填" $A$ "或" $B$ " $)$ 实验中多次测量的目的相同。

$A.$ 探究电流与电阻的关系

$B.$ 测量未知电阻的阻值

某实验小组探究电流与电压的关系。实验中电源电压恒为3V，定值电阻R为5Ω，实验电路图如图甲所示。

实验序号	1	2	3
U/V	0.5	1.0	2.0
I/A	0.1	0.2	0.4

（1）请根据电路图，用笔画线表示导线，连接图乙所示的实物电路（要求导线不能交叉）；

（2）连接好电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑片，电压表的示数约为3V保持不变，电流表的示数几乎为零，则电路的故障可能是 　         　（选填"定值电阻R短路""定值电阻R断路"或"滑动变阻器断路"）；

（3）排除故障后，将多次实验测得的数据记录在表格中，请根据表格中的数据，在图丙的坐标图中画出定值电阻R的I﹣U图像；

（4）分析图像可知，电阻一定时，电流与电压成 　         　比。

如图所示，小明在做"测量小灯泡电功率"的实验。实验室有如下器材：电源（设电压恒为6V不变）、小灯泡（额定电压为2.5V，灯丝的电阻约为10Ω）、电流表、电压表、开关各一个，规格分别为R ₁"10Ω 1A"和R ₂"30Ω 0.5A"的滑动变阻器各一个，导线若干。

（1）连接电路时，小明应选用规格为 　    　（选填"R ₁"、"R ₂"）的滑动变阻器。

（2）连接好电路后，闭合开关前，在甲图中滑动变阻器的滑片P应置于 　    　端（选填"A"或"B"）；

闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则故障原因可能是小灯泡发生 　    　（选填"短路"或"断路"）。

（3）排除故障，闭合开关，移动滑片P到某位置时，电压表的示数为2.2V，若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 　    　（选填"A"或"B"）端移动，使电压表的示数为 　    　V；通过实验，小灯泡的U﹣I图像如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 　    　W。

（4）由图乙可知，小灯泡灯丝电阻大小的变化可能与 　    　有关。

在"测定额定电压为 $2.5V$ 小灯泡电功率"的实验中，电源电压保持不变。

（1）请你用笔画线代替导线，将图1中的实物电路连接完整（导线不得交叉）。

（2）实验时，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，电压表无示数，电流表有示数，则故障可能是 　　。

（3）故障排除后，闭合开关，将滑动变阻器滑片 $P$ 移至某处时，电压表示数如图甲所示，若想测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器滑片 $P$ 向 　　端（选填"左"或"右" $)$ 移动，直到电压表的示数为 $2.5V$ 。此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 　　 $W$ 。

（4）在该实验结束后，将小灯泡换成一个定值电阻，还可探究 　　的关系（选填" $A$ "或" $B$ " $)$ 。

$A.$ 电流与电阻

$B.$ 电流与电压

如图1所示，是小红做“测量额定电压为 $2.5V$小灯泡电功率”的实验电路。

（1）请用笔画线代替导线，将图1中的实验电路连接完整。

（2）闭合开关后，小红发现电流表和电压表均有示数但都很小，且小灯泡发光很暗，其原因是　                              　。

（3）根据实验测量的数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化关系的图象，如图2所示。分析图象可知：小灯泡的额定功率是　       　 $W$。

（4）小红利用图象计算出了小灯泡在不同电压下的电阻，发现小灯泡在不同电压下电阻不同，出现这一现象的原因是　        　。

在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源由三节新干电池串联组成，小灯泡额定电压为 $2.5V$，阻值约为 $8\Omega$，滑动变阻器的规格为“ $20\Omega 1A$”。图甲是某实验小组未连接完整的实验电路。

（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整，导线不能交叉。

（2）闭合开关，无论怎样移动滑片，灯泡都不发光，电流表和电压表均无示数。小组成员找来一个两端接有导线的定值电阻（阻值为 $10\Omega )$，一端接在电源负极接线柱上，另一端依次触碰接线柱 $A$、 $B$、 $C$，只有触碰到 $C$时，灯泡才发光。若导线无断路，且导线和器材连接均完好，电路只有一处故障，则故障是　          　。

（3）排除故障后，闭合开关，移动滑片，使电压表示数为　       　 $V$，小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　     　 $W$。

（4）某同学想利用该电路“测量定值电阻 $R$的阻值”。于是取下小灯泡，将电阻 $R_x$接入小灯泡所在位置，滑动变阻器滑片移至最大阻值处，闭合开关，移动滑片，测量四组对应的电压和电流值。数据如下表：

数据序号	1	2	3	4
电压 $U/V$	1.2	1.6	2.0	2.4
电流 $I/A$	0.24	0.32	0.39	0.48

由数据可得，电阻 $R_x$的阻值为　      　 $\Omega$。

（5）能否将阻值约为 $50\Omega$的电阻接入图甲中小灯泡所在位置（其他连接均不变），测量其阻值。你的判断是　     　，理由是　                    　。

在用伏安法测量小灯泡的电功率实验中，已知待测灯泡的额定电压为 $2.5V$。

（1）滑动变阻器连线情况如图所示，在闭合开关进行实验前滑动变阻器的滑片应调节到　   　端（选“ $A$“或“ $B$）。

（2）在试触时发现，电流表情况如图乙所示，出现这种情况的原因是　       　。将电路改正后进行实验，当电压表的示数为 $2V$时，电流表的示数（如图丙所示）是　    　 $A$。

在测量小灯泡的电功率时，电源电压为 $3V$，小灯泡上标有“ $2.5V$”字样。

（1）在如图甲所示的电路中，闭合开关移动滑片，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，原因是　               　，经分析有一根导线连接错误，请在连接错误的导线上打“ $\times$”，并补画出一根导线连接成正确的电路。

（2）电路连接正确后，从滑动变阻器接入电路的最大阻值开始记录数据，得到小灯泡的 $I-U$图象如图乙所示，则小灯泡的额定功率是　       　 $W$．由图可知，小灯泡的实际功率随实际电压的增大而　       　，滑动变阻器的规格应选择　       　。

$A.10\Omega 1\mathit{AB}.15\Omega 1\mathit{AC}.25\Omega 1\mathit{AD}.30\Omega 1A$

（3）有同学认为利用该电路还可以探究出导体中电流和导体两端电压成正比，你认为这种说法　       　（选填“合理”或“不合理”），理由是　                    　。

小峻和小薇两位同学在”探究欧姆定律”的实验中，所用器材有：学生电源、电流表、电压表、标有” $20\Omega 2A$”的滑动变阻器 $R\text{'}$、开关，导线和定值电阻 $R$若干。

（1）请根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙中的实物电路连接完整。（要求：向右移动滑动变阻器滑片时，电路中的电流变小，且导线不能交叉）

（2）连接电路时，开关必须　　；连接完电路后，小薇发现电流表和电压表的位置互换了，如果闭合开关，则　　表（选填“电压“或“电流” $)$的指针可能有明显偏转。

（3）排除故障后，他们先探究电流与电压的关系，闭合开关，移动滑片依次测得5组数据，其中第5次实验中电压表的指针如图丙所示，其示数为　　 $V$．他们记录的数据如表1所示，分析数据可以得到的结论是：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成　　比。

表1电流与电压关系

实验序号	1	2	3	4	5
电压 $/V$	1.0	1.2	1.8	2	$--$
电流 $/A$	0.20	0.24	0.36	0.40	0.44

表2电流与电阻关系

实验序号	1	2	3	4
电阻 $/\Omega$	10	15	20	25
电流 $/A$	0.30	0.20	0.15	0.12

（4）他们继续探究电流与电阻的关系，先将电源电压调为 $6V$，分别换上多个定值电阻进行探究，数据记录如表2所示，老师指出其中一组数据是拼凑的，你认为是第　　组（选填实验序号），理由是实验所用的滑动变阻器的最大阻值太　　了（选填“大”或小” $)$。

（5）排除拼凑的数据后，分析数据可以得到的结论是：在　　一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。

（6）在不更换滑动变阻器的情况下，可以采取　　的措施（选填字母符号），完成这组拼凑数据所对应的实验测量。

$A$．降低定值电阻两端电压   $B$．降低电源电压 $C$．选用更大阻值的定值电阻

小张同学在做“测量小灯泡电阻”的实验中，所用器材如下：两节新干电池，标有2.5 $V$相同规格的小灯泡若干，两个滑动变阻器 $R_1$ “ $10\Omega 1A$”、 $R_2$ “ $20\Omega 2A$”，开关、导线若干。

（1）请你根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙中的电路连接完整（要求：滑动变阻器滑片 $P$右移灯泡变亮，且导线不交叉）。

（2）闭合开关前，应将滑片于　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$端。正确连接电路后，闭合开关 $S$，移动滑片 $P$，小张发现小灯泡始终不亮，电流表指针几乎未偏转，电压表有示数，则故障原因可能是　　

$A$．小灯泡短路 $B$．滑动变阻器短路 $C$．小灯泡断路 $D$．滑动变阻器断路

（3）排除故障后，移动滑片 $P$，依次测得6组数据，如表一所示。其中第2次实验时电流表表盘如图丙，此时电路中的电流为　　 $A$；第4次实验时灯泡电阻值为　　 $\Omega$．由表一中的数据可知，小张选用的滑动变阻器应是　　（选填“ $R_1$”或“ $R_2$” $)$。

（4）小张将这6组数据算得的电阻值取平均值作为小灯泡的电阻，这种数据处理方式是　　（选填“合理”或“不合理” $)$的。

表一

实验次数	1	2	3	4	5	6
电压 $V/V$	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	2.8
电流 $I/A$	0.16		0.22	0.25	0.28	0.29
电阻 $R/\Omega$	3.1		6.8		8.9	9.7

表二

实验次数	1	2	3
电阻 $R/\Omega$	5	10	20
电流 $I/A$	0.30	0.20	0.12

（5）小张继续用图乙所示装置来探究“电流与电阻的关系”。他分别把阻值准确的 $5\Omega$、 $10\Omega$、 $20\Omega$的定值电阻接入原小灯泡的位置，通过实验，记录电流表示数如表二所示。他发现通过导体的电流跟电阻不成反比，其原因可能是：　　。

同学们在“探究小灯泡的亮度与功率的关系”实验中，所用电源电压为 $6V$，灯泡的额定电压 $U_0=3.8V$，额定功率在 $1-1.5W$的范围内。

（1）按图甲所示的电路图，请你用笔画线代替导线将图乙的电路补充完整。

（2）小杜同学在实验过程中，将滑动变阻器的滑片 $P$缓慢向 $B$端移动，小灯泡的实际功率将　　（选填“变大”、“变小”或“不变” $)$；同时观察到小灯泡的亮度将变　　（选填“亮”或“暗” $)$。

（3）另一组的小张同学在实验过程中发现电流表、电压表示数如图丙所示，此时电流表的示数是　　 $A$，电压表的示数是　　 $V$，经分析造成这种现象的原因是　　。

（4）小张同学重新调整电路连接后，继续探究小灯泡在额定功率时的亮度，但发现无法准确读出额定电压，他用第（3）小问中所测得数据先算出灯泡的电阻 $R_L$，再根据 $P_0=\frac{U_0{}^2}{R_L}$计算灯泡的额定功率。按此方案算出灯的额定功率比真实值偏　　（选填“大”或“小” $)$，原因是　　。

小科连接好如图1所示电路，闭合开关，按一定操作来测量“小灯泡的电阻”，获得实验数据如表：

实验次数	1	2	3	4
电压 $U/$伏	2.5	2.0	1.5	1.0
电流 $I/$安	0.22	0.20	0.17	0.13
电阻 $R/$欧	11.36	？	8.82	7.69

（1）表中第2次实验时，小灯泡电阻为　　欧；

（2）将表中电流、电压数据转换为 $I-U$图象（图 $2)$，正确的是　　；

（3）小科发现第3、4两次实验小灯泡不发光，出现这种现象的原因是　　；

（4）小君按小科的方法连接好电路，闭合开关后发现小灯泡不发光，电流表指针不偏转，电压表指针偏转。若此电路只有一处故障，你认为该故障是　　。

如图甲所示是小明同学测定额定电压为 $2.5V$，额定功率不大于 $1W$的小灯泡功率的实物连接图。

（1）在小明连接好的电路中存在错误或不妥之处，请你找出其中的两处：①　　；②　　。

（2）改正错误和不妥之处后，闭合开关，发现电流表和电压表均有示数，但小灯泡不亮，可能的原因是　　（填写选项中的字母）。

$A$．小灯泡短路

$B$．连接小灯泡的导线接触不良

$C$．滑动变阻器接入电路的电阻过大

（3）小明调节滑动变阻器，依次正确读取三组实验数据，随手写在了草稿纸上（如图乙所示）。如表是小明在老师指导下设计的记录数据及现象的表格，请你补出③处所缺的内容，分析数据后得到小灯泡的额定电流为　　 $A$，额定功率为　　 $W$。

次数	小灯泡两端电压 $U/V$	通过灯丝电流 $I/A$	小灯泡的电功率 $P/W$	③
1
2
3

（4）实验后，小明将一只 $5\Omega$的定值电阻与标有“ $20\Omega 1A$”的滑动变阻器串联接在电压恒定为 $3V$的电源上，请你帮小明计算出滑动变阻器消耗的最大功率为　　 $W$。