初中物理电流表、电压表在判断电路故障中的应用实验题

小张同学在做“测量小灯泡电阻”的实验中，所用器材如下：两节新干电池，标有2.5 $V$相同规格的小灯泡若干，两个滑动变阻器 $R_1$ “ $10\Omega 1A$”、 $R_2$ “ $20\Omega 2A$”，开关、导线若干。

（1）请你根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙中的电路连接完整（要求：滑动变阻器滑片 $P$右移灯泡变亮，且导线不交叉）。

（2）闭合开关前，应将滑片于　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$端。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，电流表指针几乎未偏转，电压表有示数，则故障原因可能是　　

$A$．小灯泡短路 $B$．滑动变阻器短路 $C$．小灯泡断路 $D$．滑动变阻器断路

（3）排除故障后，移动滑片 $P$，依次测得6组数据，如表一所示。其中第2次实验时电流表表盘如图丙，此时电路中的电流为　　 $A$；第4次实验时灯泡电阻值为　　 $\Omega$．由表一中的数据可知，小张选用的滑动变阻器应是　　（选填“ $R_1$”或“ $R_2$” $)$。

（4）小张将这6组数据算得的电阻值取平均值作为小灯泡的电阻，这种数据处理方式是　　（选填“合理”或“不合理” $)$的。

表一

实验次数	1	2	3	4	5	6
电压 $V/V$	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	2.8
电流 $I/A$	0.16		0.22	0.25	0.28	0.29
电阻 $R/\Omega$	3.1		6.8		8.9	9.7

表二

实验次数	1	2	3
电阻 $R/\Omega$	5	10	20
电流 $I/A$	0.30	0.20	0.12

（5）小张继续用图乙所示装置来探究“电流与电阻的关系”。他分别把阻值准确的 $5\Omega$、 $10\Omega$、 $20\Omega$的定值电阻接入原小灯泡的位置，通过实验，记录电流表示数如表二所示。他发现通过导体的电流跟电阻不成反比，其原因可能是：　　。

学习了电功率后，小明利用如图1所示的电路图来探究小灯泡功率跟电阻的关系。 $L_1$规格为“ $2.5V0.25A$”、 $L_2$额定电压是 $4.5V$、 $L_3$额定电压是 $6V$，可调电压电源。图3是小灯泡 $L_2$和 $L_3$的 $I-U$图象。

（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。

（2）电路连接完成后，小明只闭合开关 $S_1$，发现电流表有示数，但小灯泡不发光，原因是　          。

（3）如表是实验中的相关数据。

实验次数	开关状态	电源电压	电流表示数	小灯泡电阻	小灯泡功率
1	只 $S_1$闭合	$U$	$0.25A$	$R_1=10\Omega$	$P_1=0.625W$
				$R_2=2\Omega$	$P_2=0.125W$
				$R_3$	$P_3=0.25W$
2	只 $S_1$、 $S_2$闭合	$2.5V$	$0.50A$	$R_3=5\Omega$	$P_3=1.25W$
3	只 $S_1$、 $S_3$闭合		$0.25A$	$R_1=10\Omega$	$P_1=0.625W$
4	$S_1$、 $S_2$、 $S_3$均闭合		$1.30A$	$R_2=4.55\Omega$	$P_2=1.375W$

第1次实验中电源电压 $U=$　　 $V$， $L_3$的阻值 $R_3=$　　 $\Omega$。

（4）分析表中数据可得出，规格不同的小灯泡消耗的实际功率跟电阻的关系是：

①　　；

②　　。

【拓展】完成实验后，老师告诉小明用一个稳压电源和一个滑动变阻器可以制作成一个可调电压电源。将自制的可调电压电源（稳压电源电压恒为 $6V)$、电流表、小灯泡 $L_3$和开关串联，如图4所示。将滑片置于阻值最大处，闭合开关，向左移动滑片，当滑片从 $A$点滑到最左端 $B$点时 $(A$、 $B$两点图中未标出），电流表示数变化了 $0.1A$，则 $R_{\mathit{AB}}=$　　 $\Omega$。

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　　。

小明在“测量小灯泡电功率”的实验中，所用器材如下：两节干电池，电流表，电压表，滑动变阻器，额定电压为 $2.5V$的小灯泡，开关，导线若干。

（1）用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整（要求滑片向右移动小灯泡变亮）。

（2）正确连接电路后，闭合开关发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，若电路中只有一处故障，这个故障可能是　　。

（3）排除故障后小明继续实验，当电压表示数为 $2.1V$时，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片 $P$向　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$端移动使电压表示数为 $2.5V$，此时电流表的示数如图乙所示，则电流表的示数是　　 $A$，小灯泡的额定功率 $J$是　　 $W$。

（4）若将小灯泡换成定值电阻，该电路还可进行的实验有　　（请写出一个）。

在"测定额定电压为 $2.5V$ 小灯泡电功率"的实验中，电源电压保持不变。

（1）请你用笔画线代替导线，将图1中的实物电路连接完整（导线不得交叉）。

（2）实验时，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，电压表无示数，电流表有示数，则故障可能是 　　。

（3）故障排除后，闭合开关，将滑动变阻器滑片 $P$ 移至某处时，电压表示数如图甲所示，若想测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器滑片 $P$ 向 　　端（选填"左"或"右" $)$ 移动，直到电压表的示数为 $2.5V$ 。此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 　　 $W$ 。

（4）在该实验结束后，将小灯泡换成一个定值电阻，还可探究 　　的关系（选填" $A$ "或" $B$ " $)$ 。

$A.$ 电流与电阻

$B.$ 电流与电压

小希在测额定电压为 $2.5V$的小灯泡电阻时，设计了如图甲所示的电路图。

（1）实验时，小希按电路图连接了电路，闭合开关，在调节滑动变阻器的过程中，发现电压表示数突然变大，电流表无示数，其可能的原因是：　　。排除故障后，小希通过实验测量了多组实验数据并画出了 $I-U$图象，如图乙所示。

（2）小灯泡正常发光时的电阻为　　 $\Omega$。

（3）选取图象中的三组数据，通过计算后发现电阻值相差较大，你对这一现象的解释是　　。

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　　。

小明同学在做“探究电流与电压的关系”实验时，准备了以下器材：干电池 $(1.5V)$两节，电流表 $(0~0.6A0~3A)$、电压表 $(0~3V0~15V)$、滑动变阻器 $(20\Omega$、 $2A)$、定值电阻 $\left(5\Omega \right)$、开关各一只、导线若干。根据图甲所示的电路图进行实验。

（1）用笔画线代替导线，按照图甲所示电路，将乙图中的实物图连接完整。

（2）连接电路。闭合开关前，滑动变阻器滑片 $P$应处于　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$端。

（3）闭合开关，发现电流表无示数，电压表指针有明显偏转，原因可能是　　。

（4）实验过程中，要使电压表示数逐渐变大，滑动变阻器滑片 $P$应向　　（选填“左”或“右” $)$移动。

（5）实验过程中，电流表的示数如图丙所示，此时电路中的电流为　　 $A$。

（6）试验中通过调节滑动变阻器滑片 $P$，测出通过定值电阻 $R$的不同电流和对应的电压值如表所示。老师看后说其中一次是错误的。帮小明分析出错的是第　　次，原因是　　。

实验次数	1	2	3	4	5	6
电压 $U/V$	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
电流 $I/A$	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

小科连接好如图1所示电路，闭合开关，按一定操作来测量“小灯泡的电阻”，获得实验数据如表：

实验次数	1	2	3	4
电压 $U/$伏	2.5	2.0	1.5	1.0
电流 $I/$安	0.22	0.20	0.17	0.13
电阻 $R/$欧	11.36	？	8.82	7.69

（1）表中第2次实验时，小灯泡电阻为　　欧；

（2）将表中电流、电压数据转换为 $I-U$图象（图 $2)$，正确的是　　；

（3）小科发现第3、4两次实验小灯泡不发光，出现这种现象的原因是　　；

（4）小君按小科的方法连接好电路，闭合开关后发现小灯泡不发光，电流表指针不偏转，电压表指针偏转。若此电路只有一处故障，你认为该故障是　　。

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” $)$。

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　　 $W$。