初中物理电流表、电压表在判断电路故障中的应用实验题

压力传感器是电子秤中的测力装置，可视为阻值随压力而变化的压敏电阻。小刚从某废旧电子秤上拆下一个压力传感器，探究其阻值与所受压力大小（不超过 $250N)$的关系，如图是小刚设计的实验电路图。电源电压恒定， $R_0$为定值电阻， $R_1$为压力传感器。

（1）连接电路时开关应　　，电路中 $R_0$的作用是　　。

（2）闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压，电路出现的故障是　　；排除故障后，逐渐增大 $R_1$受到的压力，闭合开关，读出电流表和电压表的示数，计算出对应的 $R_1$的阻值，记录如表，第5次测量时，电压表示数为 $4V$．电流表示数为 $0.2A$．此时 $R_1$的阻值为　　欧。请根据表中的数据在图2中画出 $R_1$随 $F$变化的关系图象。

次数	1	2	3	4	5	6
$F/N$	0	50	100	150	200	250
$R_1/\Omega$	60	50	40	30		10

（3）通过实验探究可归纳出， $R_1$的阻值随压力 $F$大小变化的关系式为　　，当 $R_1$的阻值为 $32\Omega$时， $R_1$上受到的压力是　　 $N$，若此压力为压力传感器在电子称正常工作时受到的压力，则电子秤应显示　　 $\mathit{kg}$。

如图所示，在“测量小灯泡电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为 $3.8V$，电阻约为 $12\Omega$，电源电压为 $6V$。

（1）用笔画线代替导线，将图甲中的电路补充完整。

（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$端。闭合开关，灯泡不亮，电压表和电流表都有示数，但示数较小，接下来的操作是　　；

（3）当电压表的示数为 $3.8V$时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　　 $W$．在继续调节滑动变阻器进行测量的过程中，小灯泡突然熄灭，电流表示数变为0，电压表示数接近 $6V$，你认为故障可能是　　。

（4）完成测量后，同学们又找来几个不同阻值的定值电阻替换小灯泡，探究电流与电阻的关系。当电阻为 $10\Omega$时，电流表的示数为 $0.2A$：换用 $20\Omega$的电阻后，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片向　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$端移动，使电压表的示数为　　 $V$，读出电流表的示数。多次换用阻值不同的电阻，进行正确操作后即可得出结论。

小聪同学做“测量小灯泡的电功率”的实验，所用器材有电压恒为 $6V$的电源。额定电压为 $2.5V$的小灯泡以及符合实验要求的电表，开关和导线，如图甲是小聪没有连接完整的电路。

（1）请你用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整。

（2）小聪同学连接电路后闭合并关，移动滑动变阻器滑片 $P$，发现小灯泡始终不亮，电压表指针明显偏转，电流表指针无偏转，故障可能是　　

$A$．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

（3）小聪同学纠正错误后闭合开关，移动滑动变阻器滑片 $P$，使小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　　 $W$。

（4）老师告诉小聪，与小灯泡的电阻相比较，电流表的电阻非常小，电压表的电阻非常大，由于电流表、电压表电阻的影响，测量后计算出的电功率值会　　（选填“偏大”“偏小”或“不变” $)$。

小聪同学用伏安法测电阻，实验电路图如图甲所示。

（1）该实验的原理是　   。

（2）闭合开关 $S$前，滑动变阻器滑片 $P$应置于　　端（选填“ $a$”或“ $b$” $)$。

（3）假如小聪同学用完好的器材按如图甲所示实验电路图正确连接电路，实验时正确操作，刚一“试触”，就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度，其原因可能是：

①　　；②　　。

（4）调整后，小聪同学重新按图甲所示的实验电路图正确连接电路，进行实验，某次实验中电压表示数如图乙所示，电流表示数如图丙所示，被测电阻 $R_x=$　　 $\Omega$。

（5）若滑动变阻器的最大阻值为 $R$，被测电阻的阻值为 $R_x$，实验过程中电流表突然损坏，不能正常使用了，他想出一个方法，在撤掉电流表的情况下，利用现有的器材，也能测出电阻 $R_x$的阻值。

实验步骤如下：

①将滑动变阻器滑到 $a$端，闭合开关 $S$，读出电压表的读数，记为 $U$；

②　　；

③读出滑动变阻器的最大值 $R$；

④则被测电阻 $R_x$的阻值为： $R_x=$　　（写出表达式）。

测量标有“ $2.5V$”字样的小灯泡在额定电压下工作时的电阻，小灯泡的额定功率估计在 $0.8W$左右。实验室提供的器材有：两节干电池、电压表 $V$（量程 $0~3V)$、滑动变阻器、导线若干、开关、待测小灯泡。供选择的电流表： $A_1$（量程 $0~0.6A)$、 $A_2$（量程 $0~3A)$。回答下列问题：

（1）电流表应选用　　 $($ “ $A_1$”或“ $A_2$” $)$。

（2）连接好如图甲所示的实验电路，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有较大的示数。电路的故障可能是　　（选填序号）

$A$．电压表断路

$B$．小灯泡断路

$C$．电压表短路，且小灯泡断路

$D$．电流表短路，且小灯泡断路

（3）排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器使电压表示数为 $2.5V$，电流表示数如图乙所示，小灯泡正常发光时的电阻是　　 $\Omega$（小数点后保留一位数字）。

学校科技创新小组用伏安法测量小灯泡的电阻，电源电压为 $3V$，待测小灯泡的额定电压为 $2.5V$。

（1）请用笔画线代替导线，完成图甲中实物电路的连接，要求：①滑片 $P$向右移动时，电流表示数变小；②连线不能交叉；

（2）检查电路无误后，闭合开关，灯泡不亮，电压表有示数，电流表示数为零，导致这一现象的原因可能是　　。

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

（3）故障排除后，闭合开关，当滑动变阻器的滑片 $P$移到某一位置时、电压表示数如图乙所示，要测量小灯泡正常发光时的电阻，应将滑动变阻器的滑片向　　移动（选填“左”或“右” $)$。

（4）通过移动滑动变阻器的滑片 $P$记录了多组数据，并作出了如图丙所示的 $I-U$图象，由图可知小灯泡正常发光时的电阻为　　 $\Omega$。

实验老师为“测量小灯泡额定功率”准备了如下器材：电源（电压恒为 $6V)$开关、电压表和电流表各一只、额定电压为 $2.5V$的待测小灯泡（电阻约为 $10\Omega )$、滑动变阻器 $($ “ $20\Omega 1A$” $)$、导线若干。

（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整（要求：滑片向右移动灯泡变亮）。

（2）闭合开关前电流表的指针如图乙所示，其原因是　　。

（3）故障排除后，调节滑动变阻器的滑片，并绘制了小灯泡的电流随其两端电压变化的关系如图丙所示，则小灯泡的额定功率为　　 $W$．从图象中还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比　　（选填“变大”、“变小或“不变” $)$。

（4）小陈同学为了验证电流跟电阻的关系，他又借到了一个滑动变阻器 $(50\Omega 0.5A)$和五个定值电阻 $(5\Omega$、 $10\Omega$、 $15\Omega$、 $20\Omega$、 $25\Omega )$，其余器材不变。用定值电阻更换甲图中的灯泡，小陈同学得到如图丁所示的电流随定值电阻变化的图象，则实验中他所用的滑动变阻器是　　（选填字母： $A.20\Omega 1\mathit{AB}.50\Omega 0.5A)$，若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为 $14\Omega$，则所用定值电阻的阻值为　　 $\Omega$。

（5）下课前老师布置了一道课后作业。要求：在只有下列实验器材的前提下测出未知定值电阻 $\mathit{Rx}$的阻值。实验器材：电阻 $R_x$、电源（电压恒定但未知）、滑动变阻器（已知最大阻值为 $R_0)$、电流表、开关、导线若干。

小张同学设计了如图戊所示的电路图，用以下步骤测 $R_x$的阻值。

①闭合开关 $S$，移动滑片 $P$至 $B$端，记下电流表示数 $I_1$；

②移动滑片 $P$至 $A$端，记下电流表示数 $I_2(I_2$未超过电流表的量程）；

③请帮他写出 $\mathit{Rx}$的表达式： $R_x=$　　（用字母 $R_0$、 $I_1$、 $I_2$表示）。

实验老师为“测量小灯泡额定功率”准备了如下器材：电源（电压恒为 $6V)$开关、电压表和电流表各一只、额定电压为 $2.5V$的待测小灯泡（电阻约为 $10\Omega )$、滑动变阻器 $($ “ $20\Omega 1A$” $)$、导线若干。

（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整（要求：滑片向右移动灯泡变亮）。

（2）闭合开关前电流表的指针如图乙所示，其原因是　　。

（3）故障排除后，调节滑动变阻器的滑片，并绘制了小灯泡的电流随其两端电压变化的关系如图丙所示，则小灯泡的额定功率为　　 $W$．从图象中还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比　　（选填“变大”、“变小或“不变” $)$。

（4）小陈同学为了验证电流跟电阻的关系，他又借到了一个滑动变阻器 $(50\Omega 0.5A)$和五个定值电阻 $(5\Omega$、 $10\Omega$、 $15\Omega$、 $20\Omega$、 $25\Omega )$，其余器材不变。用定值电阻更换甲图中的灯泡，小陈同学得到如图丁所示的电流随定值电阻变化的图象，则实验中他所用的滑动变阻器是　　（选填字母： $A.20\Omega 1\mathit{AB}.50\Omega 0.5A)$，若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为 $14\Omega$，则所用定值电阻的阻值为　　 $\Omega$。

（5）下课前老师布置了一道课后作业。要求：在只有下列实验器材的前提下测出未知定值电阻 $\mathit{Rx}$的阻值。实验器材：电阻 $R_x$、电源（电压恒定但未知）、滑动变阻器（已知最大阻值为 $R_0)$、电流表、开关、导线若干。

小张同学设计了如图戊所示的电路图，用以下步骤测 $R_x$的阻值。

①闭合开关 $S$，移动滑片 $P$至 $B$端，记下电流表示数 $I_1$；

②移动滑片 $P$至 $A$端，记下电流表示数 $I_2(I_2$未超过电流表的量程）；

③请帮他写出 $\mathit{Rx}$的表达式： $R_x=$　　（用字母 $R_0$、 $I_1$、 $I_2$表示）。

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

如图（a）是测定“小灯泡电功率”的实验线路图，电源电压为 $3.0V$保持不变，小灯泡额定电压为 $2.5V$、电阻约为 $10\Omega$．电流表有 $0-0.6A$和 $0-3A$两个量程，电压表有 $0-3V$和 $0-15V$两个量程。

（1）在连接电路过程中开关应　　，滑动变阻器的滑片 $P$应位于　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$端，电压表的量程应选　　；

（2）按所选量程连接电压表，闭合开关，移动滑片 $P$到某一点时，如图（b）电压表示数为　　 $V$，要测量小灯泡的额定功率，应将图（a）中滑片 $P$向　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$端移动，使电压表的示数为 $2.5V$；

（3）移动滑片 $P$，记录多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图（c）所示的 $U-I$图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是　　 $W$；

（4）实验室中实际提供的电压表内阻并非无穷大有明显的电流通过，实验中灯泡两端电压达到 $2.5V$时，额定功率的测量值　　真实值（选填“大于”、“等于”或“小于” $)$；

（5）若在实验中连接好电路并闭合开关，移动变阻器滑片 $P$，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是　　（写出一种即可）。

在测量“小灯泡的额定功率”的实验中，实验室提供的实验器材有：

$A$．电源（电压为 $4.5V)$，

$B$．电流表 $A_1$（量程为 $0-0.6A$，电阻为 $0.5\Omega )$

$C$．电流表 $A_2$（量程为 $0-3A$，电阻为 $0.2\Omega )$

$D$．电压表 $V_1$（量程为 $3V$，内阻为 $3\mathit{k\Omega })$

$E$．电压表 $V_2$（量程为 $15V$，内阻为 $1\mathit{k\Omega })$

$F$．滑动变阻器 $R$（阻值 $0-10\Omega )$

$G$．定值电阻 $R_0=800\Omega$

$H$．待测小灯泡 $L$（额定电压为 $3.8V$，额定功率大约是 $1.2W)$

$I$．开关 $S$一个，导线若干

实验要求：既要保证电路安全，又要提高测量精确度；为了减小系统误差，测量时电表示数应大于量程的三分之一。则

（1）根据实验要求，电流表应选　　，电压表应选　　（选填器材前的字母代号）。

（2）根据实验要求，在虚线方框内画出实验电路图（其中部分电路已画出）。

（3）根据实验电路图，请用笔画线代替导线，将实验器材连接起来使之成为实验电路（其中部分导线已连接好）。

（4）在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑到　　端（选填实物图中“ $a$”或“ $b$” $)$；正确连接实验电路后，开关试触时，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，仔细检查电路各部分均接触良好，其原因可能是　　。

在“测量小灯泡额定功率”的实验中，小灯泡的额定电压为 $2.5V$。

（1）将甲图中电路连接完整。（要求：滑动变阻器滑片 $P$向右移灯泡变亮）

（2）正确连接电路后，闭合开关 $S$，移动滑片 $P$，小张发现小灯泡始终不亮，电流表无示数，电压表示数始终为 $3V$，则故障原因为　　。

（3）电路故障排除后，闭合开关，移动滑片 $P$，直到电压表示数为 $2.5V$，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　　 $W$。

（4）小张设计了如图丙所示的电路，也完成了该实验（电源电压不变， $R$阻值已知）

①闭合开关 $S$和 $S_1$，断开 $S_2$，并调节滑动变阻器使电压表示数为 $U_{额}$。

②闭合开关 $S$和 $S_2$，断开 $S_1$，滑动变阻器滑片 $P$不动，读出此时电压表示数为 $U$；则小灯泡额定功率的表达式 $P_{额}=$　　。（用 $U_{额}$、 $R$、 $U$表示）

如图甲，是张勇实验小组在探究“电流与电阻的关系”时的电路图，电源电压恒为 $6V$．电压表、电流表无损坏，有阻值为 $5\Omega$、 $10\Omega$、 $20\Omega$、 $30\Omega$、 $40\Omega$定值电阻5个。

（1）根据图甲，用笔画线代替导线连接完成图乙的实物图。

（2）实验过程中，需要改变定值电阻，观察电流的变化，为了科学地得出实验结论，当每次更换电阻后，都要移动滑动变阻器的滑片，此时眼睛应注意观察　　（选填序号）。

$A$．变阻器滑片   $B$．电压表   $C$．电流表   $D$．电源

（3）某次实验，更换电阻 $R$，合上开关后，电压表示数为0，电流表示数正常，其原因可能是　　。

（4）在老师的引导下，他们将5次实验数据描绘在图丙中。图中阴影部分“面积”表示的物理量是　　（选填序号）。

$A$．电流 $B$．电压 $C$．电阻 $D$．电功率

（5）实验中，他们选择下列哪个滑动变阻器最合适　　（选填序号）。

$A$． $10\Omega 0.5A$ $B$． $50\Omega 0.5A$ $C$． $50\Omega 1A$ $D$． $200\Omega 1A$

（6）请你用平滑曲线将图丙中5个点连接起来，观察图象你可以得出实验结论：当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻　　。

小丽同学手里有一只标有“ $3.8V$”字样的小灯泡，她想知道小灯泡的额定电功率，于是在学校实验室找来一些器材，连接成了如图甲的实验电路，电源电压恒定不变。

（1）请你用笔画线代替导线，将图甲的电路连完整（要求滑片 $P$向右移灯泡变亮）

（2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片 $P$，发现灯泡始终不亮，电流表示数几乎为零，电压表指针明显偏转，出现这种现象的原因可能是　　。

（3）排除故障后，该同学移动滑动变阻器的滑片 $P$，到某一位置时电压表的示数为 $3V$，若要测小灯泡的额定功率，应在此位置基础上将滑片 $P$向　　（选填“左”或“右” $)$移动。

（4）当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是　　 $W$。

某实验小组的同学在进行“测量小灯泡的额定功率”的实验中，现有器材：电源（电压恒为 $6V)$、开关、电压表、电流表各一个，导线若干，额定电压为 $3.8V$的待测小灯泡（电阻约为 $12\Omega )$，滑动变阻器两个 $(A$：“ $5\Omega 2A$”； $B$：“ $20\Omega 0.5A$” $)$。

（1）该实验的实验原理是　　；实验中，应选用的滑动变阻器是　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$。

（2）如图甲所示是小田同学连接的实物电路图，图中只有一根导线连接错误，请你在图中用“ $\times$”标出这根错接的导线，只改接一根导线使电路成为正确的电路（不能与其他导线交叉）。

（3）小田确认电路连接无误后闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡始终不发光且电压表的示数都接近电源电压，则电路的故障是　　。

（4）排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，并绘制出了小灯泡的电流随电压变化的图象如图乙所示，则该小灯泡的额定功率为　　 $W$。

（5）该组的另一同学接着实验时，发现电压表 $0~15V$量程已经损坏， $0~3V$量程还可以正常使用，在不添加器材的情况下，为了测出该小灯泡的额定功率，请你在丙图中的虚线框内画出正确的电路图。

（6）由图乙推知：小灯泡的实际电压是额定电压一半时的电功率为 $P_1$，小灯泡的实际电流是额定电流一半时的电功率为 $P_2$，则 $P_1$　　 $P_2$（选填“大于”、“小于”或“等于” $)$。