初中物理电流表、电压表在判断电路故障中的应用实验题

在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中，有如下器材：电压表、电流表、滑动变阻器、开关、两节干电池、定值电阻R（分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω）、导线若干。小明在实验时连接的电路如图甲所示。
（1）在探究“电流与电压的关系”实验中：
①闭合开关前，要将滑动变阻器滑片移至        （填“A”或“B”）端；电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和                        的作用；
②闭合开关S，无论如何移动滑动变阻器的滑片P，发现电流表示数几乎为零，电压表示数约为3V，此时，电路出现的故障可能是                    ；小明排除故障后继续实验。
（2）在探究“电流与电阻的关系”实验中：
①电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和                   的作用；
②小明先将R=10Ω的电阻接入，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V，记下电流表示数；接着在滑动变阻器的滑片位置不变，把R换为15Ω的电阻时，应向_____（填“A”或“B”）方向移动滑动变阻器的滑片P，才能使电压表示数为2.5V，同时记下电流表的示数；
③若要使所给的5个定值电阻分别接入电路中都能正常进行实验，应该选取至少标有         Ω的滑动变阻器；
④根据多次测量数据描绘出电流随电阻变化的曲线如图乙所示，小明由图像得出的结论是：                                                。
（3）若继续使用该实验电路，还可以进行的实验有                  （只要求填写一个实验名称）。

小明设计了如右图所示的电路，利用它可完成电学的两个重要实验（小灯泡的额定电压是2.5V，电阻约5Ω，电源电压用二节干电池组成）

（1）利用这电路图可完成本学期的两个重要的测量实验是：
①           ；实验原理是：              ；
②           ；实验原理是：              。
（2）在完成上两个实验时，为了使测量更准确，你认为电压表的量程用     ；电流表的量程用           。
（3） 实验开始时，变阻器滑片P应放在       处。其目的是           。
（4）实验电路接好后，合上开关时，一些小组的同学发现了电路故障，主要是有下表列的几种情况，请你根据现象和检测结果批出故障的可能原因：

	故障现象	故障原因
①	灯较暗，两表示数较小，移动变阻器滑片，现象不变
②	灯不亮，电流表有示数，电压表无示数
③	电流表指针向左边偏转
④	调节变阻器，发现灯变亮时，电流表示数增大，电压表示数减小

（5）小组同学在实验中共得到下表中的ABC三组数据：

实验次数	1	2	3
U/N	2.0	2.5	2.8
I/A	0.22	0.25	0.26
R/Ω
P/W

 
①小施同学分析表中实验数据后，发现还能求得小灯泡的电阻，于是他分别算出了所给的三种情况下小灯泡的电阻并取平均值。你认为小施同学的做法对吗？请说明理由                  。
②小电灯的额定功率为________Ｗ。

小明同学要测量某未知电阻的阻值（整个实验过程中电源电压保持不变）

（1）按照图甲电路图正确连接电路后，闭合开关，小明发现电流表无示数，但电压表示数很大．电路中出现的故障原因是     ．
（2）排除故障后，电流表和电压表的示数如图乙所示，则R₀=   Ω．接下来小明调整变阻器的滑片继续测量，这样做的目的是                   ．
（3）小明想利用这些器材测量另一个未知电阻Rx的阻值，但发现电流表已经损坏．小华帮他设计另一个实验方案：利用图丙所示的电路，先闭合开关S、S₁，记下电压表的示数U₁，再   ，记下电压表示数U2．则R_x=        （表达式用测得的量与已知量表示）．

在“测量小灯泡电功率”的实验时，提供的器材有：6V蓄电池、电流表（0～0.6A、0～3A）、电压表（0～3V、0～15 V）、“50Ω 1A”和“10Ω  1.5A”两种规格的滑动变阻器各一只，额定电压为2.5V的待测小灯泡（正常发光时的电阻约为10Ω）一只、开关一个，导线若干．
（1）为顺利完成实验，在实验中应选用规格为       的滑动变阻器，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑至       端（填“左”或“右”）；
（2）请你用笔画线代替导线，将图甲的实物电路连接完整．

（3）小华在实验过程中，移动变阻器滑片时，小灯泡突然熄灭．经判断，电路故障是小灯泡或电流表被烧坏．查找故障时，在不拆开电路的情况下，他把一根导线接在电流表两端，小灯泡仍不发光，可判断电路故障是       ．
（4）将故障排除并接好电路后，移动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V，此时电流表示数如图乙所示，其读数值为       A，小灯泡的额定功率为       W．

（5）小华认为“把灯泡换成定值电阻，该实验装置可以用来研究导体中的电流与电压的关系．”你认为这种说法       （选填“正确”或“错误”）．

小明同学为了"测量小灯泡的额定功率"，准备了以下实验器材：额定电压为 $2.5V$ 的小灯泡（正常发光时电阻约为 $8\Omega )$ ，规格为" $10\Omega 1A$ "的滑动变阻器、开关、电流表和电压表各一个、新干电池4节、导线若干。

（1）小明连接完电路，如图1所示、经检查发现只有导线 $\mathit{AE}$ 连接错误，此导线应连接到 　 　两点：

（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片 $P$ 移到最 　　（选填"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可能是 　　（写出一种原因即可）

（4）解决上述问题后，移动滑片 $P$ ，当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图2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，小明又把灯泡两端电压调为额定电压的一半，发现测得的功率不等于其额定功率的 $\frac{1}{4}$ ，这是由于 　　。

如图为测定小灯泡的额定功率的电路图，

(1)已知小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为8Ω，则电源至少要用      节干电池串联。
(2)按图所示的电路，结合你选择的至少干电池节数和应选的电表量程，在图中用笔画线代表导线，将实物图正确连接完整(连线不能交叉)。

(3)闭合开关S前，变阻器的滑片P应置于     端(选填“a”或“b”)。
(4)闭合开关S，发现灯L不亮，电流表无示数，电压表有示数，此故障的原因可能是     ：（填序号）

A．电流表断路	B．小灯泡L断路
C．电压表短路	D．小灯泡L短路

(5)故障排除后，为测小灯泡的额定功率，应调滑片让电压表示数为       V，此时电流表指针位置如图所示，则小灯泡的额定功率是       。

小谢同学利用三个定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω）、规格为“10Ω 1A”的滑动变阻器、电源、电压表、电流表、导线和开关等器材，进行了“探究电流与电阻关系”的实验。

（1）如图甲是小谢连接的实验电路，检查发现电路中有一根导线连接错误，请在图中连接错误的那根导线上打“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确；

（2）改正后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现电流表无示数，电压表示数接近于电源电压，若电路只有一处故障，其故障是　        　；

（3）排除故障后，把5Ω的电阻接入电路，闭合开关，调节滑片到适当位置，电流表示数如图乙所示，其示数为　      　A

（4）滑片位置不动，把5Ω的电阻换成10Ω的电阻，闭合开关，应向　    　（填“左”或“右”）调节滑片，使电压表的示数保持　   　V不变，读取电流表的示数为0.2A。

（5）使三个电阻单独接入电路都能完成实验，选取电源电压最大值不能超过　   　V．三次实验后，可得结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成　     　

（6）另一小组的小滕同学在只有一只电压表的情况下，连接了如图丙所示的电路，测出了额定电压为U_额的小灯泡正常发光时的电阻。（已知滑动变阻器R₂的最大阻值为R₀，U_额小于电源电压）

①闭合开关S、S₁，断开S₂，将R₁的滑片滑到最右端，R₂的滑片滑到最　    　（填“上”或“下”）端，读出此时电压表的示数U，即为电源电压

②闭合开关S、S₂，断开S₁，将R₁的滑片滑到最右端，调节R₂的滑片，使电压表的示数为　      　，此时小灯泡正常发光。

③同时闭合三个开关，保持R₂的滑片不动，然后调节R₁的滑片，使电压表的示数为　          　。保持R₁的滑片不动，将R₂的滑片滑到最上端，读出此时电压表的示数为U₁；

④小灯泡正常发光时的电阻R_L＝　         　（用字母表示）

如图甲是测量小灯泡电功率的实验电路图，图中小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）该实验原理是____________。
（2）连接好电路，闭合开关后，看到电流表指针如图乙所示偏转，这原因是     。
（3）实验中，突然灯熄灭，电压表示数为零，电流表有示数，这故障可能是____________。
（4）排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片的位置，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图丙所示．则小灯泡的额定功率为    W。

在“测量小灯泡电功率”的实验中，所用小灯泡上标有“ $2.5V$”字样。

（1）如图甲所示是小军已经连接的部分实验电路，在连接电路时，小军操作上出现的错误是　               　。

（2）请你用笔画线代替导线在答题卡上帮小军将图甲所示的实物电路连接完整。

（3）连接完实验电路，检查无误后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表、电压表的示数都为零。出现这种现象的原因可能是　                   　。

$A$．小灯泡短路

$B$．小灯泡开路

$C$．变阻器短路

$D$．变阻器开路

（4）排除上述故障后，闭合开关，调节滑动变阻器使小灯泡两端电压略高于 $2.5V$，观察小灯泡的亮度并记下电压表、电流表的示数。接下来，将滑动变阻器的滑片向　      　（选填“ $A$”或“ $B$”）端移动，使小灯泡正常发光，观察小灯泡的亮度并记下电压表、电流表的示数。

（5）继续调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压略低于、等于 $2.5V$，观察小灯泡的亮度并记下电压表、电流表的示数。根据这些实验数据画出小灯泡的电流电压 $I-U$关系图象，过此图线上任一点 $M$分别做两坐标轴的平行线如图乙所示，它们与两坐标轴围成的矩形的面积在数值上等于小灯泡此时的　            　。

利用所学的知识，完成下面的电学试验。

（一 $)$探究电流与电压、电阻关系

（1）小霞连接了如图甲所示的部分实验电路，请用笔画线代替导线，将电源正确接入电路。

（2）连接好电路，用开关试触，发现电压表指针能转到右侧无刻度处，电流表指针几乎不动。故障原因可能是定值电阻发生　　（填“短路”或“断路）。

（3）排除故障后，正确进行实验，测得三组实验数据，如上表所示。分析表中数据，可得出结论：在电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成　　。

试验次数	1	2	3
电压 $U/V$	1.0	2.0	3.0
电流 $I/A$	0.1	0.2	0.3

（4）小霞继续用图甲电路探究电流与电阻的关系。分别接入三个不同阻值的电阻，保持电源电压 $6V$不变，调节滑动变阻器的滑片，保持电压表示数不变，记下电流表示数，绘制了如图乙所示图象并得出结论。

①实验中小霞选取的滑动变阻器是　　（填“ $60\Omega 0.5A$”“ $30\Omega 1.0A$”或“ $20\Omega 1.2A$” $)$。结合所选的滑动变阻器，把三个定值电阻分别接入电路完成实验，电阻两端控制不变的电压最大是　　 $V$。

②把 $5\Omega$和 $20\Omega$的电阻分别接入电路，控制电阻两端的电压不变，先后两次滑动变阻器的电功率之比是　　。

（二 $)$测量额定电流为 $0.5A$小灯泡 $L_1$的额定功率

小霞选用了一只电压表，一个“ $6V3W$”的小灯泡 $L_2$，设计了如图丙所示的实验电路，其中电源电压恒为 $12V$，请完成下面实验步骤：

（1）如图丙所示，图中 $a$、 $b$处虚线框内，分别为电压表或开关 $S_2$，则在 $a$框内应是　　

（2）正确选择元件并连接电路后，闭合开关 $S$、 $S_1$，断开开关 $S_2$，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为　　 $V$．此时小灯泡 $L_1$正常发光。

（3）再闭合开关 $S$、 $S_2$，断开 $S_1$，滑动变阻器滑片的位置不变，读出电压表示数如图丁所示，为　　 $V$。

（4）则小灯泡 $L_1$的额定功率为　　 $W$。

小明按图所示电路图做“测量灯泡的电功率”的实验。

实验室可提供下列器材

A．电流表

B．电压表

C．滑动变阻器R(阻值0～20Ω)

D．电阻为5Ω的待测灯泡L（电阻不随温度变化）

E．电源E（电压4.5V并保持不变）
F．开关S及导线若干
(1)根据电路图和实验室提供的器材，可判断出：实验时通过灯泡的最小电流为      A；加在灯泡两端的最大电压为      V；
(2)若小明所选电压表的量程为0～3V、电流表的量程为0～0.6A，实验要求测量时电表的读数至少为满刻度的三分之一，则测出的灯泡的功率范围只能是        ．
(3)小明按电路图连接好电路后进行实验，由于电路中某一处有故障，当闭合开关时电压表无示数，为查出电路故障，小明进一步观察并检查电路．当检查到电源、开关、电压表、电流表、导线及其连接都完好时，小明结合前面的现察，就可判断出电路的故障：
如果小明观察到       ，则故障是          ；
如果小明观察到       ，则故障是         ．
(4)排除故障后，小明继续进行实验，在对测量数据的记录和处理时，他设计了如下表格．你认为这张表格的设计是      （选填“正确”或“错误”）的．

小明做测量小灯泡电功率的实验(小灯泡标有“2．5V”字样)．
(1)如图甲所示，小明所接的实验电路存在连接错误，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确．请你在应改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法．

(2)电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数．接下来应进行的操作是_________．
A．更换小灯泡
B．检查电路是否断路 
C．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
(3)实验过程中，当电压表示数为_________V时，小灯泡达到额定功率，此时电流表的示数如图乙所示，其值为_________A，小灯泡的额定功率为_________W．

在“测定额定电压为2.5V小灯泡的电功率”实验中，晓军同学已连接好如下图甲所示的部分电路。

（1）晓军连接电路中开关应_________；在晓军连接的电路中，有两根导线还没连好，请你帮他完成电路的连接。（要求滑片P向右滑动时电灯变亮，导线不允许交叉）
（2）实验中，滑动变阻器除了保护电路外，还可以                  。
（3）开关试触时，若发现电流表无示数，电压表示数较大，其故障原因可能是                                    。
（4）晓军实验时，发现电压表示数如图乙所示，为了测出小灯泡的额定功率，他应该把滑片向        （填“A”或“B”）移动。
（5）他测出小灯泡的额定功率是       W。

次数	1	2	3
U/V	2	2.5	3
I/A		0.4	0.42
亮度	暗       亮

 

小霞在伏安法测电阻的实验中，选用器材如下：电压为 $6V$的电源、规格为“ $10\Omega 1A$”的滑动变阻器 $R_1$、待测电阻 $R_x$、电流表、电压表、开关、导线若干。

（1）小霞连接的实验电路如图甲所示，其中有一条导线连接有误，若此时闭合开关电压表所测量的电压　　（填“会”或“不会” $)$超过它的量程。请将连接错误的导线画“ $\times$”，并用笔画线代替导线将电路连接正确。

（2）正确连接电路后，先将滑动变阻器的滑片移到最　　（填“左”或“右” $)$端，闭合开关，电流表的示数为 $0.2A$，调节滑片发现电流表的示数发生变化，电压表的示数始终为零。电路中的故障可能是电压表　　（填“短路”或“断路” $)$。

（3）排除故障后，小霞进行三次实验测出的电阻值分别为 $20.1\Omega$、 $20\Omega$、 $19.9\Omega$，待测电阻的阻值应为　　 $\Omega$。

（4）小霞将待测电阻 $R_x$换成额定电压为 $2.5V$的小灯泡，测量其额定功率。已知小灯泡正常发光时的电阻约为 $10\Omega$，通过分析发现实验无法完成，小霞发现实验桌上有三个阻值分别为 $10\Omega$、 $20\Omega$、 $30\Omega$的定值电阻，可将其中　　 $\Omega$的电阻串联在电路中，进行实验。

（5）闭合开关调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为 $2.5V$时，电流表的示数如图乙所示为　　 $A$，小灯泡的额定功率为　　 $W$。

（6）小霞又设计了如图丙所示的电路，来测量额定电流为 $0.4A$小灯泡的额定功率。电源电压未知，定值电阻 $R_0$的阻值为 $10\Omega$．请你将下面的实验步骤补充完整。

①闭合开关 $S$，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为　　 $V$，小灯泡正常发光。

②保持滑动变阻器滑片的位置不变，将一根导线连接在电路中 $b$、 $d$两点之间，电压表的示数为 $6V$。

③取下 $b$、 $d$间的导线，将其连接在　　两点之间，电压表的示数为 $5V$。

④小灯泡的额定功率为　　 $W$。

如图甲所示，在“测量一个小灯泡电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为3V。

（1）根据图甲所示的电路图，请用笔画线代替导线，将图乙中的器材连接成完整的电路（要求滑动变阻器滑片P向右移动时阻值变大）；

（2）连接好电路，闭合开关后，发现小灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数，那么出现该状况的可能原因是小灯泡发生 　   　（选填“断路”或“短路”）；

（3）排除故障后，闭合开关，继续进行探究，根据测量数据绘制出通过小灯泡的电流I随它两端电压U变化的图像，如图丙所示，分析可知：小灯泡的额定功率为 　   　W；若电流表的示数如图丁所示，其示数为 　   　A，此时小灯泡的电阻为 　   　Ω；

（4）若实验室电压表损坏，某同学用一个已知阻值为R₀的定值电阻代替电压表，并设计了如图戊所示电路，在电源电压保持不变情况下，也正确地测出了一个额定电流为I_额的小灯泡的额定功率，其实验步骤如下：

①闭合S₁，断开S₂，移动滑动变阻器R的滑片至最左端，记下电流表的示数为I₁；

②闭合S₂，断开S₁，调节滑动变阻器R的滑片使小灯泡正常发光，电流表示数为I_额；

③保持滑动变阻器R的滑片不动，闭合S₁，断开S₂，记下电流表的示数为I₂；

④则小灯泡额定功率的表达式为P_额＝　   　（用I_额、I₁、I₂和R₀等符号表示）