初中物理电流表、电压表在判断电路故障中的应用实验题

“测量小灯泡的电功率”：选用小灯泡L（额定电压为3.8V）、电压表、电流表、滑动变阻器R和干电池4节等。

（1）在图甲的虚线框内把实验电路图补充完整。

（2）在连接电路时，开关应处于　 　状态。

（3）完成电路连接，试触时发现电压表指针向右偏转，电流表指针向左偏转，原因是　     　。

（4）纠正错误后，闭合开关S，移动滑片P电压表示数如图乙所示，为测量小灯泡的额定功率，滑片P应向　   　（选填“a”或“b”）端移动，直至电压表的示数等于　 　V，电流表的示数如图丙所示为　 　A，则小灯泡的额定功率为　   　W。

如图所示，在“测量小灯泡的电功率”的实验中．所用器材有：标有 “3.8V”字样的待测小灯泡、电压恒为6V的电源、标有“20Ω 1A”的滑动变阻器、电流表(量程为0～0.6A、0～3A)、电压表(量程为0～3V、0～15V)、开关及导线若干．

(1)某学生在实验时，把电流表与电压表的位置交换连接了，闭合开关后会造成     ．（填选项前的字母）
A．电流表烧坏    B．电压表烧坏
C．小灯泡烧坏    D．小灯泡不亮
(2)另一学生按图连接电路后，闭合开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端时，小灯泡不亮，电压表有较大的示数．经检查，导线连接完好，则电路故障是：     ．排除该故障换用新元件后，闭合开关时，观察到小灯泡闪亮一下后立即熄灭，该学生在操作过程中的不当之处是：                             ．
(3)小明同学按电路图正确连接电路后，闭合开关，从大到小调节滑动变阻器的阻值，并将正确操作下的电压表和电流表的示数填入下表．

①通过上表数据，可算得小灯泡的额定功率为   W，还可得出关于灯丝电阻的结论是：     ；
②当小灯泡正常工作时，接入电路中的滑动变阻器的阻值为     Ω．
③将两个这样的相同规格的小灯泡串联后直接接在6V电源的两端，两灯消耗的总功率为     W．
(4)若电压表的0～15V量程已损坏，只能使用0～3V量程，其它器材不变，如何测出小灯泡的额定功率？（不需画图）在此电路下，若小灯泡两端最大可加4.5V电压，为保证实验时你所设计的测量电路中各元件的安全，参照小明的实验数据，估算滑动变阻器接入电路的阻值范围应为     Ω～     Ω．（结果保留一位小数）

某兴趣小组在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压为 $6V$，小灯泡上标有“ $3.8V$”的字样。

（1）根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙连接完整；

（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到　　端（选填“ $A$”或“ $B$” $)$；

（3）闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，根据这些现象，判断电路中出现的故障是小灯泡　　（选填“短路”或“断路” $)$；

（4）当小灯泡正常发光时，如图丙所示电流表示数为　　 $A$，小灯泡的额定电功率是　　 $W$。

小亮同学做测定“小灯泡的额定电功率”实验时所用器材有电压为6V的电源、额定电压为2.5V的小灯泡（小灯泡的额定功率小于1W）、滑动变阻器（50Ω 1A）、以及符合实验要求的电表、开关和导线。如图（甲）是小亮同学没有连接完整的电路。

（1）本实验的实验原理是                      
（2）请你用笔画线代替导线，将图甲所示的电路连接完整。
（3）小亮同学连好电路后闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，则故障可能是              （写出一种即可）。
（4）小亮同学排除故障后闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，同时，眼睛应注视                  （选填序号）。
A．小灯泡亮度   B．电压表示数   C．电流表示数   D．滑动变阻器滑片
（5）小亮同学移动滑动变阻器滑片P到某处时，电压表的示数为2.2V，要测量小灯泡的额定功率时，应将滑片P向        端移动（选填“A”或“B” ）。当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是       W，此时小灯泡的电阻是        Ω。该实验中滑动变阻器除了保护电路外，还有                                                        的作用。

（6）小亮利用该电路探究电流跟电阻的关系，他将小灯泡换成多个定值电阻R，保持电压表示数始终为如图丙所示，多次更换阻值不同的定值电阻R，并记录各次电流表的示数，若不更换其他器材，为了能够完成实验，更换的电阻阻值不能够大于         Ω。

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 　　。

实验：测量小灯泡的电功率

实验中选择的小灯泡的额定电压为 $2.5V$。

【实验步骤】

（1）请你用笔画线代替导线，把图1中的电路连接完整（导线不准交叉），并要求滑动变阻器的滑片向左移动时，小灯泡会变亮；

（2）正确连接电路后，闭合开关，电流表指针不动，但用手按住开关，发现电流表指针摆动，出现这种现象的原因是　　。

（3）查明原因，排除故障，正确操作，得到下表所示数据。请将表中内容补充完整：

实验序号	电压 $U/V$	电流 $I/A$	电功率 $P/W$	灯泡亮度
1	2.0	0.28	0.56	发光暗淡
2	2.5	0.32	0.80
3	3.0	0.36	1.08	发光强烈

由表中数据可知，该灯的额定电功率为　　 $W$；

（4）利用上述电路，用定值电阻替换小灯泡，测量该定值电阻的阻值。请在图2虚线方框中设计一个记录数据的表格。

为测定“额定电压为2.5V的小灯泡电功率”的实验中，电源电压保持不变。

（1）如图甲所示，连接电路时开关应处于　   　状态。实验时，若无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡始终不亮，但电压表有示数，电流表示数几乎为零，则故障的原因可能是　    　（选填“电流表与导线”或“灯泡与灯座”）接触不良。

（2）故障排除后，闭合开关，变阻器滑片P在某处时，电压表示数为2V，电流表示数如图乙所示。若想测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向　   　端（选填“左”或“右”）移动。

（3）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图丙所示，其值为　   　A，通电20s小灯泡消耗的电能为　    　J。

（4）把这样的两个灯泡串联在电压为4V的电路中，电路的总功率为　   　W。

在“探究串联电路的电流特点”的实验中，小红同学选用两个不同的小灯泡组成了如图甲所示的串联电路，然后用一个电流表分别接在 $a$， $b$， $c$三处去测量电流。

（1）她先把电流表接在 $a$处，闭合开关后，发现两灯的亮度不稳定，电流表的指针也来回摆动。故障的原因可能是　　。

$A$．某段导线断开

$B$．某接线柱处接触不良

$C$．某灯泡被短路

$D$．电流表被烧坏

（2）她排除故障后，重新闭合开关，电流表的指针指示位置如图乙所示，则所测的电流值为　　 $A$。

（3）她测量了 $a$， $b$， $c$三处的电流，又改变灯泡的规格进行了多次实验，其中一次实验的测量数据如下表，在分析数据时，发现三处的测量值有差异。下列分析正确的是　　。

$I_a/$（A）	$I_b/$（A）	$I_c/$（A）
0.16	0.15	0.14

$A$．可能是因为测量误差造成的

$B$．是因为没有对电流表调零造成的

$C$．串联电路中各处的电流本来就不等

$D$．电流从电源正极流向负极的过程中，电流越来越小

学习了电功率后，小明利用如图1所示的电路图来探究小灯泡功率跟电阻的关系。 $L_1$规格为“ $2.5V0.25A$”、 $L_2$额定电压是 $4.5V$、 $L_3$额定电压是 $6V$，可调电压电源。图3是小灯泡 $L_2$和 $L_3$的 $I-U$图象。

（1）请根据图1所示电路图用笔画线代替导线将图2所示实物图补充完整。

（2）电路连接完成后，小明只闭合开关 $S_1$，发现电流表有示数，但小灯泡不发光，原因是　          。

（3）如表是实验中的相关数据。

实验次数	开关状态	电源电压	电流表示数	小灯泡电阻	小灯泡功率
1	只 $S_1$闭合	$U$	$0.25A$	$R_1=10\Omega$	$P_1=0.625W$
				$R_2=2\Omega$	$P_2=0.125W$
				$R_3$	$P_3=0.25W$
2	只 $S_1$、 $S_2$闭合	$2.5V$	$0.50A$	$R_3=5\Omega$	$P_3=1.25W$
3	只 $S_1$、 $S_3$闭合		$0.25A$	$R_1=10\Omega$	$P_1=0.625W$
4	$S_1$、 $S_2$、 $S_3$均闭合		$1.30A$	$R_2=4.55\Omega$	$P_2=1.375W$

第1次实验中电源电压 $U=$　　 $V$， $L_3$的阻值 $R_3=$　　 $\Omega$。

（4）分析表中数据可得出，规格不同的小灯泡消耗的实际功率跟电阻的关系是：

①　　；

②　　。

【拓展】完成实验后，老师告诉小明用一个稳压电源和一个滑动变阻器可以制作成一个可调电压电源。将自制的可调电压电源（稳压电源电压恒为 $6V)$、电流表、小灯泡 $L_3$和开关串联，如图4所示。将滑片置于阻值最大处，闭合开关，向左移动滑片，当滑片从 $A$点滑到最左端 $B$点时 $(A$、 $B$两点图中未标出），电流表示数变化了 $0.1A$，则 $R_{\mathit{AB}}=$　　 $\Omega$。

如图所示，在"探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系"实验中，某小组选用两节新干电池为电源，规格为"20Ω 1A"的滑动变阻器等器材进行实验：

（1）请根据图甲的实物图将图乙的电路图补充完整；

（2）连接电路时开关应该 　 　。闭合开关，发现电压表无示数，电流表有示数但没超出量程，则产生故障的原因可能是导体电阻 　    　（选填"断路"或"短路"）；

（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，若电流表的示数如图丙所示，其读数为 　    　A；

（4）改变滑动变阻器滑片的位置，测得多组对应的电压、电流值，如下表所示，由测得数据可知，当电阻一定时，导体中的电流与电压成正比，导体电阻为 　    　Ω（结果保留一位小数）：

实验次数	1	2	3	4	5	6
电压U/V	0.6	1.0	1.5	2.0	2.4	2.8
电流I/A	0.12	0.20	0.32	0.38	0.48	0.56

（5）进行实验时，该小组发现：调节滑动变阻器无法使电压表示数为0.5V，为了解决这个问题，可采取的方法是 　                                    　（写出一种即可）

我市中考实验操作考试时，实验员为"测量小灯泡的额定电功率"实验准备了以下器材：额定电压为2.5V的小灯泡（正常发光时电阻约为10Ω）、规格为"12Ω 1A"的滑动变阻器、开关、电流表、电压表各1个，新干电池4节，导线若干。

（1）图甲中有一根导线的连接是错误的，请你在错误的导线上打"×"；

（2）闭合开关前，应将滑片P移到最 　 　（填"左"或"右"）端；

（3）经检查，电路连接无误，各元件完好，闭合开关后，无论怎样移动滑片P，电压表的示数都调不到2.5V，出现这种现象的原因是 　 　；

（4）解决上述问题后，移动滑片使电压表的示数为2.5V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 　 　W；

（5）测出小灯泡的额定功率后，同学们又把灯泡两端的电压调为额定电压的一半，发现测得的实际功率不等于其额定功率的，请你帮助分析出这种现象的原因是 　 　。

小丽同学用电压表、电流表、滑动变阻器、导线、开关及干电池等实验器材，测量额定电压为 $2.5V$的额定功率，请解答下列问题。

（1）如图是小丽同学已连接的实验电路，其中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“ $\times$”，并用笔画线代替导线在电路中画出正确的连线。

（2）电路连接正确后，闭合开关发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表无示数，产生这种现象的原因可能是　　。

（3）故障排除后，再闭合开关，移动滑动变阻器滑片，同时注意观察　　（选填“电流表”或“电压表” $)$示数的变化，当电压达到 $2.5V$时，电流表的示数如图所示， $I=$　　 $A$，小灯泡的额定功率 $P=$　　 $W$。

小华同学想用"伏安法"来测量定值电阻R _X的阻值，于是他在学校实验室借了一些器材，连接了如图甲所示的电路，电源电压恒定不变。

（1）连接电路时，开关应处于 　  状态。闭合开关，向 　  （选填"A"或"B"）端移动变阻器的滑片能使电流表的示数变大。滑动变阻器除了保护电路外，还有一个重要作用是 　  　。操作中，小华发现两个电表只有一个示数，初步检查确认，电路接线完好，两个电表均无故障，刚发生故障的元件应是 　 　  

A．

电源

B．

电阻R X

C．

滑动变阻器

（2）排出故障后，闭合开关，当电压表示数为2.6V时，电流表示数如图乙所示，计算R _X的阻值为 　  　Ω。

（3）按照上面的操作步骤，小华又测量了一个额定电压为3V的小灯泡的电阻，并描绘了其电流随电压变化的图象（即I﹣U图象），小华发现他所描绘的定值电阻的图象是一条直线，而小灯泡的I﹣U图象如图丙所示，原因可能是小灯泡的电阻与 　  　有关。由图象可知小灯泡的额定功率为 　  　W。

（1）小明按图1连接实物、接通电路，电流表有示数，电压表示数为，当移动滑动变阻器滑片时，电压表示数不变，检查发现只有滑动变阻器接线出错，该错误是　　。

（2）按图1在图2中正确连接实物。

（3）正确连接后，小灯泡刚好发光时电压表、电流表的示数如图3所示，完成下表。

小灯泡的实验数据

发光情况	刚发光	较亮	很亮
		2.00	3.00
		0.30	0.38
		0.60	1.14
		6.67	7.89

（4）根据表中，归纳小灯泡电阻变化的规律。　　。

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　                    　。