初中物理电流表、电压表在判断电路故障中的应用实验题

小雷想知道小灯的亮暗程度与什么因素有关。于是找来额定电流均小于0.6 A，额定电压是2.5V的灯L₁和额定电压是3.8V的灯L₂，先后接在电源电压恒为6V的电路中，按照如图26-1所示的电路开始探究。

（1）请你用笔画线代替导线，根据图1所示的电路图，将图2所示实物图连接完整。
（2）若小雷连接电路后闭合开关，灯L₁几乎不发光，移动滑片P也不能改变灯的亮度。原因是他把滑动变阻器的_______接线柱接入了电路。
（3）小雷排除故障后，按图2所示的电路继续进行实验：
①闭合开关，滑片P向_______（选填 “A"或“B"）端移动，使灯L₁发光，测出灯L₁的相关物理量，记录和计算结果如下表：

次数	电压／V		实际功率／W	电阻/Ω
1	1．6	O．20	O．32	8．00
2	2．5	O．24	O．60	1O.42
3	2．8	O．26	O．73	1O．77

②请将记录数据时遗漏的物理量和单位填入表格的空格处。
（4）小雷注意到灯L₁的亮度变化是：第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮。结合表中数 据得出的结论是小灯泡的实际功率越________,它越亮。
（5）用L₂替换L₁重复上面的实验时，需要改变_______表的量程，发现灯L₂的亮度变化规律与灯L₁相似。
（6）小雷在实验结束后与同学们讨论：
①有同学认为“用上表中灯L₁的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确。"这种说法错误的原因是小雷忽略了________对小灯电阻的影响。
②有同学认为“该实验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”）。

某课外兴趣小组在做测定“小灯泡的电功率”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，以及符合实验要求的滑动变阻器、电表、开关和导线。如图a是没有连接完的实物电路。

（1）请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整；
（2）连好电路后，闭合开关，移动滑片P，发现小灯泡始终不亮，但电压表有示数，电流表无示数，则故障的原因可能是                           。
（3）排除故障后闭合开关，移动滑片P到某处，电压表的示数为2.2V，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向     端滑动（选填“左”或“右”），直到电压表的示数为     V，记录电流表的示数；
（4）通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数，并绘制成了如图b所示的U－I图像。根据U－I图像提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是        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．

甲、乙两组同学做“测定小灯泡的电功率”实验，器材完好，电源电压为4．5伏，且保持不变，几个不同的小灯都标有“2．5伏”字样，有若干个2种规格的滑动变阻器，其中A规格标有“20 2A”字样，B规格标有“5 3A”字样．
(1)甲组同学选用A规格的滑动变阻器，并按图所示的电路图连接．该同学在连接电路时，应将开关5处于________状态；闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于______端．(选填“左”或“右”)
(2)实验电路接好后，合上开关时，部分同学发现电路出现故障，主要有下表所列的两种情况，请根据现象和检测结果指出故障的可能原因：

故障现象	检测	故障原因
灯泡较暗、两表的示数均较小	移动滑动变阻器滑片，现象不变
灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数	取下灯泡，两表的示数不变

(3)排除故障后，该组同学将滑动变阻器的滑片P移至某一位置时，发现电压表的示数为1．2V，此时他应向________移动滑动变阻器的滑片P(选填“左”或“右”)，直至小灯泡正常发光，此时滑片的位置恰好在变阻器中点上(即变阻器连入电路的电阻为10欧)，则该小灯的额定功率为________瓦．

(4)乙组同学同样按图正确连按电路，实验步骤操作正确．当闭合电键S后，发现小灯发光较亮，电流表与电压表的示数分别如图所示，则此时实验选用了_________规格的滑动变阻器．(选填“A”或“B”)，若移动该变阻器的滑片，则该小灯泡________正常发光．(选填“能”与“不能”)
(5)下表为其中某小组的实验记录分析表：

实验序号	电压表示数／V	电流表示数／A	功率／W	额定功率／W
1	2.0	0.17	0.34
2	2.5	0.2	0.5
3	3.0	0.22	0.66

老师认为该小组数据处理过程有误，你认为该小组的错误是：____________________．
老师提醒同学仔细研究实验所得的数据，还能发现实验中小灯泡灯丝的电阻_______
(选填“变大”、“不变”或“变小”)，你认为产生此现象的原因是：_______________．

在“测定小灯泡的电阻”实验中，（1）甲组同学连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。检查后，发现连线正确，请你找出实验中两个操作不当之处：①_________________________________；②_________________________________。
（2）乙组同学闭合开关后，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）右表中是按正确的操作测得的数据，某同学通过计算发现三次小灯泡的阻值不相等，其原因是____________________________。

在如图所示的电路中，闭合开关S，灯L不亮，电压表有示数。已知电路中各处均接触良好，除灯L和电阻R外，其余原件均完好。
(1)请写出发生上述现象的两个可能原因：         或         。
(2)为进一步确定原因，小华同学将一个电流表正确串联在该电路中，闭合开关S，观察电流表的示数情况。若电流表有示数，说明上述现象产生的原因是       ；若电流表无示数，说明上述现象产生的原因是       。
(3)为进一步确定故障，小明同学将图14中的电压表并联在灯L两端，请判断他能否查找出电路的故障，并说明理由______________________________________________________。

(9分)在“测量小电灯的功率”的实验中，电源电压为4．5V，小灯泡额定电压为2．5V、电阻约为10Ω．滑动变阻器标有“30Ω 1A”字样
(1)连接电流表时应选用       的量程．
(2)请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整．

(3)乙同学连完电路并闭合开关后，发现小灯泡不发光且电压表示数为零，电流表示数为O．15A，产生这一现象的原因是                                       ．
(4)故障排除后，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡正常发光时，电流的示数如乙图所示，请读出电流表的示数，并填入表格中．
(5)实验中，同学们记录了多组小灯泡两端的电压及对应通过小灯泡的电流值，但表格的设计仍有不完整的地方，请将所缺内容填写完整．

(6)小组同学们分析了实验数据得出：小灯泡的发光亮度是由灯泡的       决定的，且       ，灯泡发光越亮．

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”）．

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）。

在图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合电键S，电路正常工作。经过一段时间，电流表突然无示数。若电路中只有一处故障，且只发生在电阻或上。

(1)该电路中存在的故障可能是______________________________________；
(2)为进一步确定故障，小强同学用一只完好的灯L替换电路中的电阻，闭合电键S，观察灯的亮暗情况。若灯L亮，说明故障是___________________；若灯L不亮，说明故障是_________________________。

小明在做“测定小灯泡额定功率”的实验时，电源电压为6.0V，小灯泡的额定电压
为3.8V，阻值约为12Ω。如图11-甲所示是小勇同学连接的实物电路。

次数	电压	电流	亮度
1	3V	0.25A	较暗
2	3.8V		正常
3	4.5	0.32A	很亮

（1）根据题目要求，把图甲中的电路补充完整。
（2）在正确连接电路时，开关必须_______，滑动变阻器的滑片应移至________端（选C或D）。实验时，要使小灯泡正常发光，应调节滑动变阻器使电压表的示数为_______V，若此时电流表的示数如图11-乙所示，电流为_______A，那么小灯泡的额定功率是_______W。
（3）小明同学在检查电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表有示数且为6.0V，电流表示数为0，则产生这个故障的原因可能是______________________。
（4）小明还注意到，这个实验装置也可以用来测小灯泡的电阻，于是他动手实验并记录如上表的数据。通过计算灯泡灯丝的电阻，并发现灯丝的电阻值随电压升高而增大，他想：导体的电阻不是与电压、电流无关吗？怎么会有这样的结论呢？请你给他作出合理的解释：                                         。

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）．

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）

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　            　。

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）