初中物理电流表、电压表在判断电路故障中的应用试题

按如图所示电路研究电流与电压的关系。已知电源电压为 $6V$ ， $R_1$ 为定值电阻，滑动变阻器 $R_2$ 标有" $20\Omega 1A$ "字样，电流表量程为" $0~0.6A$ "，电压表量程为" $0~15V$ "。完成下列问题：

（1）闭合开关后，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，出现此故障的原因可能是 　　；

（2）若 $R_1=6\Omega$ ，为保证电路安全，滑动变阻器允许连入电路的最小阻值为 　　。

用如图甲所示的电路探究"通过导体的电流与电压的关系"，电源电压为 $3V$ ，定值电阻 $R$ 的阻值为 $10\Omega$ ，滑动变阻器 $R\text{'}$ 的最大阻值为 $20\Omega$ 。

（1）用笔画线代替导线把图乙所示的实物图连接完整，要求滑片 $P$ 向右移动时电流表示数变小。

（2）闭合开关前将滑动变阻器的滑片调至 $B$ 端的目的是 　　。闭合开关，移动滑片，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压。若电路仅有一处故障，故障是 　　。

（3）排除故障后，调节滑动变阻器，记录数据如表。请在图丙所示的坐标纸中把未标出的两个点描出来并画出 $I-U$ 图像。

序号	1	2	3	4	5
电压     $U/V$	1.2	2.0	2.2	2.4	2.8
电流     $I/A$	0.12	0.20	0.22	0.24	0.28

分析图像可得：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。

（4）若探究"通过导体的电流与电阻的关系"，需要用到阻值为 $5\Omega$ 、 $10\Omega$ 、 $15\Omega$ 、 $20\Omega$ 、 $25\Omega$ 的电阻。将 $10\Omega$ 的电阻换成 $15\Omega$ 后，若保持电压表的示数为 $1.5V$ 不变，应将滑动变阻器的滑片向 　　端移动。换用 $25\Omega$ 的电阻进行实验时，发现无论怎样移动滑片，都无法使电压表的示数达到 $1.5V$ ，原因是滑动变阻器的最大阻值 　　（选填"过大"或"过小" $)$ 。

如图所示电路，闭合开关后，小灯泡 $L_1$ 和 $L_2$ 均不发光，电流表指针几乎不动，电压表指针有明显偏转。若电路中只有一处故障，则可能是 $($ 　　 $)$

A．

$L_1$ 短路

B．

$L_1$ 断路

C．

$L_2$ 短路

D．

$L_2$ 断路

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 　　。

如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S后，两灯均发光（设灯丝电阻不变），电压表示数为U，过一段时间后，突然两灯均熄灭，且有一个电表的示数变大，已知两灯中仅有一个出现了故障。请你判断故障情况是 　      　；若此时电压表是示数为4U，则小灯泡L ₁、L ₂的电阻之比为 　      　；排除故障后，将小灯泡L ₁、L ₂的位置互换，则示数一定不发生变化的是 　      　表（选填"电流"、"电压"或"电流和电压"）。

如图甲所示是"探究电压一定时，电流跟电阻关系"的实验电路图，已知电源电压恒为4V，滑动变阻器（30Ω 1A）以及符合实验要求的电表，开关和导线。

（1）实验中小明同学多次改变R的阻值，记下对应电流表的示数，得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图象，由图象可以得出结论：当导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 　 　比。

（2）由图乙可知，小明探究时，控制电阻两端电压 　 　V不变。

（3）如果小明同学连好电路后闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现电流表有示数，电压表无示数，则该故障可能是由R 　 　（选填"短路"或"断路"）造成的。

（4）小明为了能够完成上述实验，更换的电阻R的阻值不能超过 　 　Ω。

（5）上述实验结束后，小明又设计了如图丙所示的电路，只用电压表来测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，已知滑动变阻器的最大阻值为10Ω，其测量过程如下：

①闭合开关S、S ₂，断开S ₁，将滑动变阻器的滑片移到最上端，电压表示数为4V；

②闭合S、S ₁，断开S ₂，移动滑动变阻器使电压表读数为 　 　V时，小灯泡正常发光；

③闭合S、S ₂，断开S ₁，保持滑动变阻器的滑片与②步的位置相同，此时电压表示数为2V；

④根据上述测量，可知小灯泡的额定功率P＝ 　 　W。

在探究串联电路电压特点时，某同学设计的电路如图所示。对于下列实验过程中出现的现象及分析正确的是 $($ 　　 $)$

A．	开关闭合后，如果灯泡 $L_2$ 不亮、 $L_1$ 亮，一定是 $L_2$ 灯丝断了
B．	如果只有灯泡 $L_1$ 开路，则开关闭合后电压表示数一定为零
C．	如果只有灯泡 $L_2$ 开路，则开关闭合后电压表示数一定为零
D．	开关闭合后，如果电压表示数为零，灯泡 $L_2$ 一定不发光

在如图所示的电路中，闭合开关 $S$ 后，至少有一个电表发生变化，已知电路中只有一处故障，且发生在电阻 $R_1$ 或 $R_2$ 上。请写出两电表的变化情况及其对应的故障。

在探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时，小明设计了如图 $-1$ 所示电路。电源电压为 $3V$ 且保持不变， $R$ 为定值电阻。

（1）连接电路时，开关应处于 　　状态；闭合开关前滑动变阻器的滑片 $P$ 应处于 　　处。

（2）闭合开关 $S$ ，发现电压表示数接近 $3V$ ，电流表指针几乎不偏转，移动滑片 $P$ 的过程中，两表示数均无变化。已知导线、仪表均完好，且接触良好，则故障原因是 　　。

（3）排除故障后，闭合开关 $S$ ，小明改变电阻 $R$ 两端的电压，进行了多次实验，实验数据记录如下表。

实验次数	1	2	3	4
电压表示数     $U/V$	1.0	1.5	2.0	2.5
电流表示数     $I/A$	0.10	0.15	0.20	0.25

①请根据表中数据，在图 $-2$ 中用描点法画出导体中的电流 $I$ 与导体两端电压 $U$ 的关系图象。

②分析数据可得：当导体电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成 　　。

（4）在此实验中改变电阻 $R$ 两端的电压是通过改变 　　来实现的。

（5）此实验中多次测量寻找普遍规律的目的与下面的 　　（选填" $A$ "或" $B$ " $)$ 实验中多次测量的目的相同。

$A.$ 探究电流与电阻的关系

$B.$ 测量未知电阻的阻值

如图所示，当开关 $S$ 闭合时，小灯泡 $L$ 不亮，小明同学利用电压表进行电路故障检测，检测结果如表所示。则电路中的故障是 $($ 　　

测试点	、	、	、
电压表示数	有示数	无示数	有示数

A．	开关 断路	B．	小灯泡 断路
C．	滑动变阻器 断路	D．	滑动变阻器 短路

如图所示电路中，开关闭合后，两电灯都发光，电表正常工作，一段时间后，由于灯L ₁短路（灯L ₂、电表不会烧坏），会有下面哪种情况发生（　　）

A．	电流表示数变小	B．	电压表无示数
C．	电压表示数不变	D．	电压表示数变大

小芳利用图甲所示的电路测量未知电阻R _x的阻值，阻值大约为5Ω

（1）请你根据电路图，用笔画线代替导线，在图乙中完成实验电路的连接。

（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于 　 　端（选填"A"或"B"）。

（3）闭合开关，发现电压表和电流表均无示数。小芳利用另一只完好的电压表进行检测，把电压表分别接在a、b之间和b、c之间，电压表均有示数；接在a、c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 　 　。

（4）排除故障后，调节滑动变阻器，记录多组数据。画出了待测电阻R _x的I﹣U图象，如图丙所示。由图象可得R _x＝ 　 　Ω。

（5）小芳又设计了一种方案，也测出了R _x的阻值。电路如图丁所示，R ₀为阻值已知的定值电阻，电源电压未知且恒定不变。测量步骤如下：

①当开关 　 　时，电流表读数为I _l；

②当开关S ₁、S ₂都闭合时，电流表读数为I ₂；

③待测电阻R _x＝ 　 　。（用已知和测出的物理量符号表示）

如图所示的电路中，电源电压恒定。闭合开关S后，电路正常工作。过了一会儿，两电表的示数突然都变为零，则该电路中出现的故障可能是（　　）

A．

电阻R断路

B．

电阻R短路

C．

灯L断路

D．

灯L短路

小明利用图1所示的电路来探究串联电路的部分特点，已知R ₁＝2Ω、R ₂＝4Ω、R ₃＝5Ω、R ₄＝10Ω，电源电压可调。

（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。（此时电源电压为3V）

（2）电路连接完成后，闭合开关S，发现电压表、电流表均无示数；小明又将电压表并联在R ₂两端，闭合开关S，发现电压表有示数、电流表无示数。则电路中一定存在的故障是 　 　（选填字母）。

A.R ₁处短路

B.R ₂处断路

C.电流表处短路

（3）排除故障后，继续实验，实验中，小明调节了电源电压，换用了规格不同的电阻，分别将电压表并联在AB、BC和AC两端，收集的数据如表。

		I/A	U AB/V	U BC/V	U AC/V
1	R 1与R 2串联	0.5	1	2	3
2	R 2与R 3串联	0.2	0.8	1	1.8
3	R 3与R 4串联	0.3	1.5	3	4.5
4	R 1与R 4串联		1	5	6

①表格中第4次实验空格处的数据为 　 　。

②探究串联电路中电压的关系时，分析表中数据可得其规律是 　 　。

③探究串联电路中电阻的关系时，分析表中数据可得其规律是 　 　。

④探究串联电路中电压与电阻关系时，分析表中数据可得其关系是 　 　。

【拓展】完成实验后，小红连接了如图3所示电路，已知R _x＞R ₁。调整电源电压，将电压表分别并联在AB、BC和AC两端，电压表指针三次偏转中，其中一次满偏，一次偏转的角度为满偏的三分之二。则所有符合上述情况的R _x的最大值与最小值之比是 　 　。

某实验小组探究电流与电压的关系。实验中电源电压恒为3V，定值电阻R为5Ω，实验电路图如图甲所示。

实验序号	1	2	3
U/V	0.5	1.0	2.0
I/A	0.1	0.2	0.4

（1）请根据电路图，用笔画线表示导线，连接图乙所示的实物电路（要求导线不能交叉）；

（2）连接好电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑片，电压表的示数约为3V保持不变，电流表的示数几乎为零，则电路的故障可能是 　         　（选填"定值电阻R短路""定值电阻R断路"或"滑动变阻器断路"）；

（3）排除故障后，将多次实验测得的数据记录在表格中，请根据表格中的数据，在图丙的坐标图中画出定值电阻R的I﹣U图像；

（4）分析图像可知，电阻一定时，电流与电压成 　         　比。