初中物理电流表、电压表在判断电路故障中的应用实验题

为探究导体中的电流与电阻的关系，实验室提供的器材有：电源（电压恒为6V）、电流表、电压表、五个定值电阻（阻值分别为6Ω、8Ω、12Ω、16Ω、20Ω）、滑动变阻器（1A 20Ω）、开关、导线若干．

（1）本实验中，滑动变阻器除了保护电路外，更重要的作用是               
（2）电路连接后，小华将滑动变阻器的触头移至最左端，闭合开关时发现电压表的指针偏转超过其量程，电流表示数不为零，则他接下来应进行的操作中，最合理的是      ．

A．立即将滑动变阻器的触头移至最右端

B．断开开关，将电压表接入电路的量程改为15V

C．断开开关，检查定值电阻是否发生断路

D．断开开关，检查滑动变阻器是否发生短路

（3）排除故障后，当定值电阻阻值为6Ω时，电压表的示数如图乙所示，其值为    V．若将定值电阻阻值换为8Ω时，则应将滑动变阻器的触头向          移动，才能完成第二组数据的测量．
（4）测量第三组数据时，小华想换用阻值为20Ω的定值电阻，你认为可行吗？      ．若想完成接下来的实验，还可换用阻值为      Ω的定值电阻．

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。

用伏安法测电阻，实验电路图如图1所示，电源电压保持U₀不变。

图1                             图2           图3
（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。
（3）假如小珍同学用完好的器材按如图17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）小珍在张芳同学已连好的电路上操作，当闭合开关S，把P向a端移动时，发现电流表示数增大，电压表示数减小。发生此现象的原因是张芳同学把                            。
（5）小珍同学按图1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2所示，电流表示数如图3所示，则此时被测电阻R_x两端电压为   V，通过R_x的电流为     A，被测电阻R_x＝     Ω。
（6）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烧坏，请你用剩下的器材测出R_x。先在右边方框内画出此时的实验电路图；再简要写出实验步骤和计算R_x的表达式。

a．实验步骤：                                                    。
b．R_x的表达式：R_x＝          。

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 $R_x=$　　。

(7分)某同学利用电压表和电流表测量电阻R的阻值(约9Ω左右)，电源选用两节干电池。

（1）将图甲中的元件正确连入电路（注意选择量程）
（2）根据你连的电路，闭合开关前，变阻器的滑片应处于_______（(选填“A”或“B”）端
的位置。
（3）该同学检查电路连接正确，合上开关，可是无论怎样移动滑片，电流表示数为0，电压表示数总为3v不变，则故障的原因是_________________。
（4）当P滑到某一位置时，两表读数如图乙所示，由此可知R=_______Ω。你认为这个结果可靠吗? ____________（选填“可靠”或“不可靠”），理由是________________________。

在“测定小灯泡的电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材，其中电源电压为 $6V$，小灯泡的额定电压为 $2.5V$（灯丝电阻约为 $12\Omega )$

（1）为了能够顺利完成实验探究，下列两种规格的滑动变阻器应选用　　。

$A$．“ $10\Omega 0.4A$”的滑动变阻器　　 $B$．“ $20\Omega 0.4A$”的滑动变阻器

（2）用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电路连接完整。

（3）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数，若电路只有一处故障，则故障的原因是　　。

（4）排除故障后，闭合开关，移动滑片，发现电压表的示数如图乙所示，其读数是　　 $V$，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向　　端移动（选填“ $A$”或“ $B$” $)$

（5）通过灯泡的电流随它两端电压变化如图丙所示，分析图像可知，该灯泡正常发光时的电阻是　　 $\Omega$，额定功率为　　 $W$。

一个额定电压是6V的小灯泡，其正常工作时通过的电流约为0.3A。小明想测定这个小灯泡的额定功率，实验室中有如下器材：
电流表、电压表、开关各一个，三个规格分别为“10Ω 1A”、“50Ω  0.5A”和“lkΩ 1A”的滑动变阻器，导线若干，电源(电压为12V)。
(1)小明设计了如图a所示电路图，通过分析你认为小明应选用规格为_____________的滑动变阻器。

(2)图b已连接了部分电路。请根据图a所示电路图．用笔画线代替导线，将电路连接完整。

(3)闭合开关后，小明发现灯泡不发光，电流表的示数为零，电压表的示数为12V，产生此故障的原因可能有下列情况中的　　　　　　　　．(填写序号)
A．小电灯短路　　　 B．小电灯的灯丝断了 　C．小电灯的灯座接触不良
D．电压表的正、负接线柱接反       E．变阻器滑片放在了最小阻值处
(4)小明排除故障后，继续实验。当电压表的示数为6V时．电流表的示数(如图c所示)，小灯泡的额定功率是       W。

(5)分析数据时又发现了“灯泡两端的电压越高，灯丝的电阻越大”的事实，同组的一部分同学认为电阻变大的原因可能是灯丝的温度升高造成的。于是他们选择一段钨丝重新设计实验进行了探究，他们探究的课题应是                            。

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）

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 　　。

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1所示，是小红做“测量额定电压为 $2.5V$小灯泡电功率”的实验电路。

（1）请用笔画线代替导线，将图1中的实验电路连接完整。

（2）闭合开关后，小红发现电流表和电压表均有示数但都很小，且小灯泡发光很暗，其原因是　                              　。

（3）根据实验测量的数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化关系的图象，如图2所示。分析图象可知：小灯泡的额定功率是　       　 $W$。

（4）小红利用图象计算出了小灯泡在不同电压下的电阻，发现小灯泡在不同电压下电阻不同，出现这一现象的原因是　        　。

如图甲所示是小明同学测定额定电压为 $2.5V$，额定功率不大于 $1W$的小灯泡功率的实物连接图。

（1）在小明连接好的电路中存在错误或不妥之处，请你找出其中的两处：①　　；②　　。

（2）改正错误和不妥之处后，闭合开关，发现电流表和电压表均有示数，但小灯泡不亮，可能的原因是　　（填写选项中的字母）。

$A$．小灯泡短路

$B$．连接小灯泡的导线接触不良

$C$．滑动变阻器接入电路的电阻过大

（3）小明调节滑动变阻器，依次正确读取三组实验数据，随手写在了草稿纸上（如图乙所示）。如表是小明在老师指导下设计的记录数据及现象的表格，请你补出③处所缺的内容，分析数据后得到小灯泡的额定电流为　　 $A$，额定功率为　　 $W$。

次数	小灯泡两端电压 $U/V$	通过灯丝电流 $I/A$	小灯泡的电功率 $P/W$	③
1
2
3

（4）实验后，小明将一只 $5\Omega$的定值电阻与标有“ $20\Omega 1A$”的滑动变阻器串联接在电压恒定为 $3V$的电源上，请你帮小明计算出滑动变阻器消耗的最大功率为　　 $W$。

如图所示，在测量小灯泡的电功率的实验中（小灯泡的额定电压为 $2.5V)$。

（1）在电路连接时，开关闭合前滑动变阻器的滑片 $P$应滑到　　（选填“ $A$”或“ $B$ “ $)$端。

（2）图甲是未连接好的实验电路，请你用笔画线代替导线将它连接完成。

（3）连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则故障原因可能是小灯泡

　　（选填“短路”或“断路” $)$。

（4）故障排除后，移动变阻器的滑片，当电压表的示数为 $2.5V$时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是　　 $W$，小灯泡正常工作时的电阻是　　（保留一位小数）。

（5）根据测出的数据，画出了小灯泡的电流与电压的关系图象，如图丙所示，发现图线是弯曲的，其主要原因是温度升高、灯丝电阻　　（选填“增大”或“减小” $)$。

（6）若把这样的两只灯泡串联接在 $4V$的电源上，则此时两个小灯泡消耗的实际功率总和是　　 $W$。

在“测量额定电压为 $2.5V$的小灯泡的电功率”的实验中：

（1）用笔画线代替导线，将图甲补充完整。

（2）正确连线后闭合开关，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，电路故障可能是小灯泡　       　。

（3）排除故障后，移动滑片至某一位置时电压表的示数为 $2.2V$，为使小灯泡正常发光，应将滑片向　       　（选填“左”或“右”）移动。

（4）当电压表的示数为 $2.5V$时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定电流为　   　 $A$，额定功率为　      　 $W$。

（5）如表记录了部分实验数据。分析数据可知，小灯泡的电阻随电压的增大而　　     （选填“增大”“减小”或“不变”）。

实验序号	电压 $U/V$	电流 $I/A$	电功率 $P/W$	灯泡亮度
1	1.0	0.14	0.14	很暗
2	1.7	0.22	0.374	较暗
3	2.5			正常
4	3.0	0.32	0.96	较亮

（6）若将小灯泡换成阻值为 $5\Omega$的定值电阻，利用本实验器材还能完成下列哪个实验　       　（选填序号）。

$A$．探究电流与电阻的关系

$B$．探究电流与电压的关系

在测量额定电压为 $\mathbf{3}\mathbf{.}\mathbf{8}\mathit{V}$ 的小灯泡电功率实验中，小明同学连接了如图甲所示的电路（电源电压 $\mathbf{4}\mathbf{.}\mathbf{5}\mathit{V}$ 保持不变，电路元件完好，接线柱接线牢固）。

（1）在未检查电路连接是否正确的情况下，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，电流表的示数将 　 　，电压表的示数将 　　（两空均选填"变化"或"不变"）。

（2）检查电路发现一处错误，指出连接错误的导线是 　　（填" $\mathit{a}$ "、" $\mathit{b}$ "、" $\mathit{c}$ "或" $\mathit{d}$ "）。

（3）排除故障后，继续实验，分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制了如图乙所示的 $\mathit{I}\mathbf{-}\mathit{U}$ 图象。某次实验时电流表示数如图丙所示，电流表的示数为 　　 $\mathit{A}$ ，此时小灯泡的电阻是 　　 $\mathit{\Omega }$ ；当小灯泡正常发光时，它的额定功率是 　　 $\mathit{W}$ 。

（4）若实验过程中电压表的大量程损坏，在不添加任何器材的情况下，请你在答题卡中的方框内设计能测量小灯泡额定功率的实验电路图。