初中物理电流表、电压表在判断电路故障中的应用实验题

小军同学在“测定小灯泡电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材和电路，其中电源电压为 $6V$，小灯泡的额定电压为 $2.5V$（灯丝电阻约为 $12\Omega )$

（1）为了能够顺利完成该实验探究，下列两种规格的滑动变阻器应选用　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$

$A$．“ $10\Omega 5A$”的滑动变阻器

$B$．“ $50\Omega 0.5A$”的滑动变阻器

（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数，若电路只有一处故障，则故障原因是　　。

（3）根据实验测得的数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象（如图乙所示），分析图象可知：小灯泡的额定功率为　　 $W$。

（4）完成上面实验后，小军同学又想测量额定电压为 $U_{额}$的小灯泡的额定功率，但发现电流表已经坏，于是他又找来了两个开关和一定值电阻，设计了如图丙所示的电路，已知电源电压恒为 $U$，定值电阻的阻值为 $R_0$，请你完成下面实验步骤：

①　　（填写 $S$、 $S_1$、 $S_2$的通断情况），调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为　　；

②　　（填写 $S$、 $S_1$、 $S_2$的通断情况），保持滑动变阻器的滑片不动，读出电压表示数为 $U_1$；

③灯泡额定功率的表达式为 $P_{额}=$　　。

小丽同学在测量小灯泡电阻的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω．

（1）请你帮她用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整．要求：当滑片向左移动时，连入电路的电阻变大；连线不得交叉．
（2）闭合开关，移动滑动变阻器滑片，她发现灯泡始终不亮，电流表有示数，电压表无示数，则故障的原因为：      ．
（3）小丽同学继续移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图乙所示的I﹣U关系图象．根据图象，可知灯泡的电阻是      （选填“变化”或“不变”）；你认为出现这样现象的原因是：      ．
（4）假如实验过程发现电流表坏了，小丽向老师要了一个已知阻值为R₀的定值电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图丙所示的实验电路图，测出了小灯泡的正常发光时的电阻，请你帮她完成下列实验步骤：
①连接好实验电路，闭合开关S₁，将开关S₂拨到触点      （选填“1”或“2”），移动滑片，使电压表的示数为      V．
②保持滑片位置不动，再次将开关S₂拨到触点      （选填“1”或“2”），读出电压表的示数为U．
③小灯泡正常发光时电阻的表达式为：R_灯=R₀（用已知量和测量量表示）．

某实验小组用图甲所示器材测量小灯泡的电功率，电源电压恒为 $4.5V$，待测小灯泡 $L$的额定电压为 $2.5V$，滑动变阻器 $R$的规格为“ $20\Omega 1A$”。

（1）图甲是该实验小组没有连接完整的电路，请用笔画出导线，在图甲中完成电路连接，要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大，导线不交叉。

（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片 $P$应位于　       　端（选填“ $A$”或“ $B$”）。

（3）连接完电路，闭合开关后，发现无论怎样移动滑片，小灯泡不亮，电流表示数变化明显，电压表无示数。仔细检查，连接无误，那么出现该状况的原因可能是小灯泡发生　       　（选填“断路”或“短路”）。

（4）排除故障后，按图甲所示的电路继续进行实验。闭合开关，移动滑片 $P$，使小灯泡 $L$发光，测出小灯泡 $L$的相关物理量，记录和计算结果如表，则小灯泡的额定功率为　     　 $W$．由表中信息可知：灯泡实际功率越　     　，灯泡越亮。

实验次数	1	2	3	4	5
电压 $U/V$	1	1.5	2	2.5	3
电流 $I/A$	0.14	0.18	0.22	0.26	0.30
实际功率 $P/W$	0.14	0.27	0.44		0.90
灯泡亮度	逐渐变亮

（5）另一小组用相同器材实验时，发现电流表不能正常使用。他们选用一个定值电阻 $R_0$，设计了如图乙所示的电路图，并进行如下实验操作：

①按图乙连接电路，检查无误后，闭合开关 $S$、 $S_1$，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为　       　 $V$；

② $S$处于闭合状态，滑片不动，断开 $S_1$、闭合 $S_2$，读出电压表示数为 $U_0$；

③小灯泡的额定功率： $P_{额}=$　      　（用 $U_{额}$、 $U_0$、 $R_0$表示）。

在“测量小灯泡的电功率”实验中，小明同学设计了如图甲所小的电路，已知小灯泡额定电压为 $2.5V$，电源电压为 $6V$

（1）根据图甲的电路图，用笔画线将图乙的实物图连接完整

（2）连线完成后，闭合开关 $S$前，甲图中滑片 $P$应该位于滑动变阻器的最　　（选填“上”或“下” $)$

（3）小明闭合开关 $S$，移动滑片 $P$，发现电流表示数为0，电压表示数始终为 $6V$，其故障原因是小灯泡 $L$所在的支路发生　　（选填“短路”或“断路” $)$；

（4）排除故障后，调节滑片 $P$的位置，当电压表示数为 $25V$时电流表示数为 $0.4A$，则小灯泡额定功率为　　 $W$，此时滑动变阻器连入电路的电阻为　　 $\Omega$。

小鹏在探究"通过导体的电流与导体两端电压的关系"时，电路如图甲所示，电源电压保持不变，R为定值电阻。

（1）请用笔画线代替导线，将图中的电路按甲图连接完整（要求导线不交叉）

（2）连接电路时，开关应该处于 　状态，实验前滑动变阻器的滑片应位于 　    　（选填"A"或"B"）端。滑动变阻器的作用除了保护电路外，还起到了 　       　的作用。

（3）电路连接正确后，闭合开关，发现电压表有示数但电流表无示数，此时出现的故障可能是 　      　（选填字母）。

A．	滑动变阻器短路
B．	电流表断路
C．	电阻R短路
D．	电阻R断路

（4）排除故障后，小鹏又取了两个定值电阻，想利用这些器材继续探究"电压不变时，电流与电阻的关系"。实验中所用电阻的阻值分别为5欧、10欧、20欧，电源电压为6V，分别接入三个定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，记录数据，得到了如图丙所示的图象。由图象可以得出结论： 　                                                 　。

（5）上述实验中，

①小鹏用5Ω的电阻做完实验后，保持滑动变阻器滑片的位置不变。接着把R换为10Ω的电阻接入电路，闭合开关，应向 　      　（选填"A"或"B"）端移动滑片，直至电压表示数为 　      　V时，读出电流表的示数。

②小鹏又把R换为20Ω的电阻接入电路，闭合开关，无论怎样移动滑片，电压表都不能达到所控制的电压值，是因为 　                     　，为完成整个实验，应该选取滑动变阻器 　       　（选填字母）。

A．	"50Ω 1.0A
B．	"30Ω 1.0A"
C．	"20Ω 1.0A"

小明学习了电功率后，用额定电压分别为2.5V、6V的灯泡L₁和L₂设计了如图所示的电路图，来探究灯泡的发光亮度与哪些因素有关。

（1）小灯泡发光时，将电能转化为      能和光能。
（2）探究L₁的亮度时，只闭合S、S₁，发现电压表有示数，电流表无示数，则电路故障可能是：          。
排除故障后，继续实验，收集的数据及现象如表一。

（3）探究L₂的亮度时，只闭合S、S₂，进行实验，收集的数据及现象如表二。
（4）分析两表可知，同一规格的小灯泡发光亮度与     有关，不同规格的小灯泡发光亮度还应与       的转化效率有关。

在“探究电流与电压的关系”实验中：

（1）请用笔画线代替导线，将甲图中电路连接完整，要求滑片 $P$向 $B$端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大（连线时导线不允许交叉）；

（2）正确连接好电路后，闭合开关发现电压表示数为 $2.8V$，电流表无示数，滑动滑片 $P$两表示数均无变化，则故障原因是　　；

（3）小明排除故障后，移动滑片 $P$到某一位置时电流表示数如乙图所示，此时通过电阻的电流为　　 $A$．若要增大电阻两端的电压，应将滑片 $P$向　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$端移动；

（4）实验中测得多组数据，绘制出电阻 $R$的 $I-U$图象如图丙所示：由图象可得电流与电压的关系是　　；本实验所用电阻的阻值为　　 $\Omega$。

在“测量小灯泡的额定功率”实验中，提供如下实验器材：电源（输出电压恒为 $6V)$、小灯泡（额定电压 $2.5V$电阻约为 $10\Omega )$、滑动变阻器 $\left(50\Omega 1A\right)$、电压表（量程 $0~3V$， $0~15V)$、电流表（量程 $0~0.6A$， $0~3A)$、开关、导线若干。

（1）请用笔画线代替导线在图甲中完成实物电路的连接；

（2）正确连接后闭合开关，发现小灯泡不发光，电压表和电流表均无示数。小宁利用另一只完好的电压表进行检测，把电压表分别接在 $A$、 $E$之间和 $A$、 $F$之间，电压表均有示数；接在 $C$、 $F$之间，电压表无示数。如果电路连接完好，只有一个元件有故障，该故障是　　（选填“小灯泡断路”、“小灯泡短路”或“滑动变阻器断路”）；

（3）排除故障后，小宁看到电压表示数为 $2V$，此时小灯泡的功率　        　（选填“大于、“小于”或“等于”）额定功率，要使灯泡 $L$正常发光，滑动变阻器的滑片 $P$应向　   　（选填“ $A$”或“ $B$”）端移动，当灯正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是　    　 $W$。

（4）测出小灯泡额定功率后，该同学又把灯泡两端的电压调为额定电压的0.6倍，发现测得的实际功率并不等于其额定功率的0.36倍，请你帮他分析出现这种现象的主要原因是　         　；

（5）把上面电路中的小灯泡换成定值电阻，用这一电路还可以完成的实验有　      　（写出一个即可）。

在探究"电压一定时，电流跟电阻的关系"的实验中，设计的电路如图甲所示。

（1）请根据图甲电路图用笔画线代替导线，将图乙所示实物连接成完整电路（导线不允许交叉）。

（2）连接好电路，发现电流表没有示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压，造成这一现象的原因可能是 　    　。

（3）排除电路故障后进行实验，多次改变R的阻值，调节滑动变阻器，使电压示数保持不变。若电压表示数偏小，则应将滑动变阻器向 　 　（选填"左"或"右"）滑动实验数据记录如表，其中第5次实验电流表示数如图丙所示，其读数为 　    　A。

实验次数	1	2	3	4	5
电阻R/Ω	5	10	15	20	25
电流I/A	0.6	0.3	0.2	0.15

（4）分析实验数据可得实验结论是： 　                                      　。

小明连接了如图1所示的电路，灯泡上标有" 2.5V 0.3A"。

（1）在方框内画出实物图对应的电路图。

（2）闭合开关，看不到灯亮，电流表有示数。小明认为灯不亮的原因是灯丝断了，你认为他的说法是否正确？ 　       　依据是 　                                     　。

（3）小芳想通过测量ab接线柱间、cd接线柱间的电压找出看不到灯亮的原因。请在图3中补充完整用电压表测ab接线柱间的电压时的实物图。

测量时若出现下表中的情况，请根据数据判断可能导致看不到灯亮的原因。

	U ab /V	U cd /V	电流表示数 I/A	看不到灯亮的原因
情况一	2.10	0	0.30
情况二	2.20	0.40	0.14

情况二中，看不到灯亮，通电10s灯消耗的电能为 　     　。

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　    　 $A$。

实验老师为“测量小灯泡额定功率”准备了如下器材：电源（电压恒为 $6V)$开关、电压表和电流表各一只、额定电压为 $2.5V$的待测小灯泡（电阻约为 $10\Omega )$、滑动变阻器 $($ “ $20\Omega 1A$” $)$、导线若干。

（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整（要求：滑片向右移动灯泡变亮）。

（2）闭合开关前电流表的指针如图乙所示，其原因是　　。

（3）故障排除后，调节滑动变阻器的滑片，并绘制了小灯泡的电流随其两端电压变化的关系如图丙所示，则小灯泡的额定功率为　　 $W$．从图象中还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比　　（选填“变大”、“变小或“不变” $)$。

（4）小陈同学为了验证电流跟电阻的关系，他又借到了一个滑动变阻器 $(50\Omega 0.5A)$和五个定值电阻 $(5\Omega$、 $10\Omega$、 $15\Omega$、 $20\Omega$、 $25\Omega )$，其余器材不变。用定值电阻更换甲图中的灯泡，小陈同学得到如图丁所示的电流随定值电阻变化的图象，则实验中他所用的滑动变阻器是　　（选填字母： $A.20\Omega 1\mathit{AB}.50\Omega 0.5A)$，若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为 $14\Omega$，则所用定值电阻的阻值为　　 $\Omega$。

（5）下课前老师布置了一道课后作业。要求：在只有下列实验器材的前提下测出未知定值电阻 $\mathit{Rx}$的阻值。实验器材：电阻 $R_x$、电源（电压恒定但未知）、滑动变阻器（已知最大阻值为 $R_0)$、电流表、开关、导线若干。

小张同学设计了如图戊所示的电路图，用以下步骤测 $R_x$的阻值。

①闭合开关 $S$，移动滑片 $P$至 $B$端，记下电流表示数 $I_1$；

②移动滑片 $P$至 $A$端，记下电流表示数 $I_2(I_2$未超过电流表的量程）；

③请帮他写出 $\mathit{Rx}$的表达式： $R_x=$　　（用字母 $R_0$、 $I_1$、 $I_2$表示）。

某实验小组用图甲所示电路进行“探究电流与电阻的关系”实验。

（1）请将图甲连接完整，要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大。

（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片 $P$应该位于　      　端（选填“ $A$”或“ $B$”）。

（3）闭合开关后，同学们发现，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电流表始终没有示数，电压表示数接近电源电压，原因可能是　      　。

（4）排除故障后，先将 $5\Omega$定值电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为某一定值，此时电流表的示数如图乙所示，为　     　 $A$。

（5）接下来断开开关，取下 $5\Omega$的定值电阻，换成 $10\Omega$的定值电阻，闭合开关，应向　　（选填“ $A$”或“ $B$”）端移动滑片，直至电压表示数为　    　 $V$时，读出电流表的示数。再更换 $20\Omega$定值电阻继续实验，实验数据记录在表格中。由实验数据可知：当导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成　      　。

实验次数	1	2	3
$R/\Omega$	5	10	20
$I/A$		0.2	0.1

（6）该小组想用一块电流表和一个定值电阻 $R_0$，测未知电阻 $R_x$的阻值。于是他们设计了如图丙所示的电路图，并进行如下实验操作：

①闭合 $S$和 $S_1$，此时电流表的示数为 $I_1$。

②闭合 $S$断开 $S_1$，此时电流表的示数为 $I_2$。

③请用已知量 $R_0$和测出量 $I_1$、 $I_2$表示出未知电阻 $R_x$的表达式，则 $R_x=$　       　。

如图所示，在"测量小灯泡的电功率"的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V。

（1）请你用笔画线代替导线，将甲图中的实物图连接完整（要求滑动变阻器的滑片P向B端移动时小灯泡变暗）。

（2）某小组连接好电路后，检查连线正确，但闭合开关后发现小灯泡发出明亮的光且很快熄灭。出现这一故障的原因可能是 　                   　。排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某处，电压表的示数如乙图所示。若要测量小灯泡的额定功率，应将图中的滑片P向 　     　（选填"A"或"B"）端移动，直到电压表的示数为2.5V，此时电流表的示数如丙图所示，则小灯泡的额定功率为 　     　W。

（3）测出小灯泡的额定功率后，某同学又把小灯泡两端电压调为额定电压的一半，发现测得的功率并不等于其额定功率的四分之一，其原因是 　                  　。

（4）若将小灯泡换成定值电阻，且电路连接完好，还可以完成的实验是 　 　（填标号）。

A．	探究电流与电压的关系
B．	探究电流与电阻的关系