初中物理电流表、电压表在判断电路故障中的应用试题

某实验小组在做“测量小灯泡电功率”的实验中，所用电源电压为 $3V$，待测小灯泡的额定电压为 $2.5V$，电阻约为 $10\Omega$。

（1）请用笔画线代替导线，完成如图甲实物电路的连接。（要求：连线不得交叉，电流表量程要正确）

（2）检查电路连接无误后，闭合开关 $S$，发现灯泡不亮，电压表有示数，电流表几乎无示数。产生这一现象的原因可能是　　。

$A$．变阻器断路 $B$．电压表短路    $C$．电压表断路    $D$．小灯泡断路

（3）故障排除后，闭合开关，当滑动变阻器滑片 $P$移到某一位置时，电压表示数如图乙所示。要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片 $P$向　　移。（选填“ $A$”或“ $B$” $)$

（4）通过移动滑动变阻器的滑片 $P$，记录了多组数据，并作出如图丙所示的 $I-U$图像。根据图像可知小灯泡的额定功率为　　 $W$。

如图（甲 $)$所示是测量定值电阻 $R_x$阻值的实验电路，器材可以满足实验要求。

（1）某同学正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片 $P$，发现电流表示数为0，电压表有示数，则出现故障的原因可能是　　。

（2）排除故障后，调节滑动变阻器，当电压表的示数为 $4V$时，电流表的示数如图（乙 $)$所示为　　 $A$，电阻 $R_x$的阻值为　　 $\Omega$。

（3）进行了多次实验，测出了 $R_x$的阻值。

（4）后来小明设计了另一种测量电阻的方案，电路如图丙所示，方案中定值电阻的阻值为 $R_0$，步骤如下：

①断开开关 $S_2$，闭合开关 $S$、 $S_1$，电压表示数为 $U_1$；

②断开开关 $S_1$，闭合开关 $S$、 $S_2$，电压表示数为 $U_2$，则电阻 $R_x$的阻值表达式为 $R_x=$　　。

如图中所示是测量额定电压为 $2.5V$小灯泡额定功率的电路实物图。

（1）请你用笔画线代替导线将电路补充完整，要求：滑动变阻器连入电路的阻值最大，导线不允许交叉；

（2）正确连接好电路后，闭合开关 $S$，移动变阻器滑片 $P$，小灯泡始终不发光，电压表有明显示数，电流表无示数，导致这种情况出现的可能原因是小灯泡　　（选填“短路”或“断路” $)$；

（3）排除故障后，调节滑动变阻器，使电压表示数达到额定电压时，电流表指针的位置如图乙所示，则通过小灯泡的电流是　　 $A$，小灯泡的额定功率是　　 $W$；

（4）利用测出的几组数据，算出小灯泡的电阻，发现灯泡电阻有较明显的变化，说明灯丝的电阻与　　有关。

在测量“小灯泡的电阻”的实验中，有如下器材：电压表、电流表、开关、电压为 $3V$的电源、标有“ $2.5V$”的小灯泡、滑动变阻器及导线若干。

（1）请用笔画线代替导线，把图中的实物电路连接完整；（导线不能交叉）

（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片 $P$应处于图中最　　端（填“左”或“右）；

（3）连好电路后，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，则此故障的原因可能是　　

$A$．小灯泡断路 $B$．小灯泡短路 $C$．滑动变阻器断路

（4）排除故障后，按正确的操作测得实验数据记录如下：

实验次数	第一次	第二次	第三次
电压 $\left(V\right)$	①2.5	③2.0	⑤1.5
电流（A）	②0.30	④0.25	⑥1.0
电阻 $\left(\Omega \right)$

在分析实验数据时，发现了一个数据有明显错误，这个数据是　　（选填上表中数据前面的序号）。这个数据的正确值是　　；

（5）根据实验数可知小灯泡正常发光时的电阻是　　 $\Omega$．（保留一位小数）

在如图所示的电路中，闭合开关 $S$，两灯均正常发光；一会儿后，一灯突然熄灭，另一灯仍正常发光，且电压表、电流表示数均不变。下列判断正确的是 $($　　 $)$

A． $L_1$短路B． $L_1$断路C． $L_2$短路D． $L_2$断路

某次旅游，密闭大巴内坐满了游客，司机忘了打开换气设备，时间一久，车内二氧化碳浓度上升，令人头晕脑胀。为此，小明设计了车载自动换气设备

（一 $)$小明找来二氧化碳气敏电阻 $R_x$，其电阻值与空气中二氧化碳浓度关系如表格所示，其中二氧化碳浓度为0时， $R_x$阻值模糊不清，他对该电阻阻值进行测量

二氧化碳浓度 $/\%$	0	5	10	15	20	25	30
$R_x/\Omega$		28	22	17	13	10	8

小明把空气通过氢氧化钠溶液，得到二氧化碳浓度为0的空气，并收集于集气瓶中，再将 $R_x$置于其中

（1）图甲电源电压恒为 $6V$，请以笔画导线完成电路图剩余部分的连接。要求，滑片 $P$向 $B$端移动时，电压表、电流表的示数都变大

（2）开关 $S$闭合前，滑片 $P$应移至　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$端。

（3）闭合开关 $S$，发现电流表无示数，电压表有示数。电路某一故障可能为　　。

$A$、 $S$断路 $B$、 $R^{\text{'}}$断路 $C$、 $R_x$短路 $D$、 $R_x$断路

（4）排除故障后，移动滑片 $P$，电压表、电流表示数如图乙所示，二氧化碳为0时， $R_x$的阻值为　　 $\Omega$

（5）请在丙图中画出 $R_x$阻值与空气中二氧化碳浓度的关系图像

（二 $)$小明利用电磁继电器设计车载自动换气设备，如图丁所示，控制电路，恒为 $6V$的蓄电池，开关 $S$，定值电阻 $R_0$，二氧化碳气敏电阻 $R_x$，电磁继电器的线圈电阻不计，线圈电流大于 $0.1A$时衔铁被吸下，线圈电流小于 $0.1A$衔铁被弹回，受控电路包括，恒为 $24V$的蓄电池，额定电压均为 $24V$的绿灯、红灯、换气扇。

（6）请以笔画线完成电路连接，要求：闭合开关 $S$，周围空气中二氧化碳浓度小于 $8\%$时，绿灯亮；大于 $8\%$时，红灯亮且换气扇正常工作。

（7）定值电阻 $R_0$的阻值应为　　 $\Omega$。

客厅有三组六盏相同的白炽灯，由一个开关控制，其中有一盏不亮，另五盏正常发光（如图所示）。已知家庭电路电压为 $220V$，每只灯工作时电阻为 $1100\Omega$，则此时通过开关的电流为　　 $A$，不亮的那一盏灯　　（选填：断路、被短接）了。

某班同学分成两个小组做了以下不同的实验：

（1）第一小组观察小灯泡的亮度与实际功率的关系，小灯泡的额定电压为 $2.5V$实物电略连接如图所示。

①开关闭合后，会发现　　（选填“电压表”或“电流表” $)$的指针反偏；

②将错误连接改正后，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为 $0.2V$时，发现灯泡不亮，你认为其原因是　　（填写选项前的字母序号）

$A$：小灯泡断路 $B$：小灯泡的实际功率太小

③继续调节滑动变阻器，使电压表的示数为 $2.5V$，灯泡正常发光，电流表的示数为 $0.30A$；再调节滑动变阻器使电压表的示数达到 $3.0V$，灯泡强烈发光，此时灯泡的实际功率　　（选填“小于”或“等于”或“大于” $)1.08W$。

（2）第二小组测量额定电压为 $3.8V$的小灯泡的额定功率，采用如甲所示的电路图，其中电源电为 $4.5V$， $R=10\Omega$。

①闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为　　 $A$，灯泡正常发光；

②保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开开关，将电流表改接到灯泡所在的支路，与灯泡串联，闭合开关后，电流表的示数如图乙所示，则此时通过灯泡的电流为　　 $A$；

③灯泡的额定功率为　　 $W$。

小华在做如图所示的实验时，闭合开关 $S$，两灯均发光，过了一会儿，灯 $L_1$突然熄灭，他发现一个电表的示数变大，另一个电表的示数变小：他将灯 $L_1$、 $L_2$位置互换，再次闭合开关 $S$，观察到两个电表指针均不动，若电路只有一处故障，则一定是 $($　　 $)$

A．灯 $L_1$短路B．灯 $L_1$断路C．灯 $L_2$短路D．灯 $L_2$断路

在测量小灯泡额定功率的实验中，电源电压为 $6V$，现有一个额定电压为 $2.5V$，电阻大约为 $10\Omega$的小灯泡，实验电路如图。

（1）实验室里有规格为甲“ $10\Omega 1A$”和乙“ $50\Omega 1A$”的滑动变阻器，为了完成该实验，你认为应该选择　　（选填“甲”、“乙” $)$滑动变阻器。

（2）在实验器材选择无误，电路连接正确的情况下，闭合开关，电压表和电流表都有示数，小灯泡不亮，其原因是　　。调整电路正常后，在调节滑动变阻器的过程中，灯泡突然熄灭，电流表示数突然变为0，电压表的指针偏转超过最大刻度，你判断故障可能是　　。

（3）请根据实验数据绘出的小灯泡的 $I-U$图象，计算出小灯泡的额定功率是　　 $W$。

为测定“额定电压为 $3.8V$的小灯泡电功率”的实验中，电源电压保持不变。

（1）按图甲所示的电路图连接电路。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 $3V$，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，则小灯泡的额定功率为　　 $W$，

通电 $10\mathit{min}$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 $6V$的电路中，电路的总功率为　　 $W$。

如图所示电路，闭合开关 $S$，灯泡 $L_1$、 $L_2$都发光。现将一根导线接在该电路中的某两个接线柱上，会导致两灯同时熄灭的是 $($　　 $)$

A． $a$和 $b$B． $c$和 $d$C． $e$和 $f$D． $g$和 $h$

如图所示电路中，闭合开关后，发现电流表有示数，电压表无示数，则故障原因可能是 $($　　 $)$

A．小灯泡短路B．小灯泡断路

C．滑动变阻器短路D．滑动变阻器断路

在测量小灯泡电功率的实验中。电源电压为 $4.5V$．小灯泡的额定电压为 $2.5V$，小灯泡正常发光时的电阻约为 $10\Omega$；

（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。要求：当滑动变阻器的滑片向左移动时，连入电路的电阻变大，连线不得交叉。

（2）连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片 $P$，发现小灯泡不发光，电压表无示数，电流表有示数，则故障原因可能是　　。

（3）排除故障后，闭合开关，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，根据图象信息：

①可计算出小灯泡的额定功率是　　 $W$；

②小灯泡的实际功率随实际电压的增大而　　（填“增大”“减小”或“不变” $)$；

③发现灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要因素是　　。

若架设在两地之间的输电线发生了短路，如何方便快捷地确定短路的位置？

针对这一实际问题，某物理兴趣小组模拟真实情景，运用“建模”思想进行了研究：用两条足够长的电阻丝模拟输电线（每条电阻丝单位长度阻值为 $r)$，将导线连在电阻丝 $A$处模拟输电线短路，如图1甲所示。他们把一个电源（电压恒为 $U_0)$、一个定值电阻（阻值为 $R_0)$和一块电压表用导线连接起来装入一个盒内，并引出两根导线到盒外，制成检测盒，如图1乙所示。检测时将盒外的两根导线分别与模拟输电线 $B$端的两接线柱相连，从而构成检测电路。通过读取盒内电压表的示数、经过计算得知短路处到 $B$端的距离。

请你解答如下问题：

（1）在图1乙所示的检测盒内画出元件连接情况的电路图；

（2）根据你设计的检测电路，推导出 $\mathit{AB}$间距离 $L$与电压表示数 $U$的关系式：

（3）进一步研究发现，当电压表的量程为 $0~\frac{U_0}{2}$时，如果短路位置改变，需考虑测量值超电压表量程的可能。于是在检测盒中增加两个单刀双掷开关（符号 $)$，通过操作这两个开关来改变电压表的连接，完成检测。请在改进后的检测盒内画出元件连接情况的电路图（如图2所示）。