初中物理电流表、电压表在判断电路故障中的应用实验题

小明观察发现家里轿车的前灯有好几组，且灯丝粗细不同，发光的亮度也不同，他猜想车灯的亮度可能与灯丝的粗细有关，于是他设计了模拟电路，并选择下列器材：电源、滑动变阻器、小灯泡（L₁“2.5V 1.25W”、L₂“2.5V 0.5W”各一只，代替轿车前灯）、电流表、电压表等进行实验来验证自己的猜想。

（1）按图甲连接电路时，应先将开关　　，并将变阻器的滑片移至　　处。

（2）闭合开关S，发现无论怎样移动变阻器的滑片，灯泡L₁、L₂均不亮，A、V₁无示数，V₂有示数，则电路出现的故障是　 　。

（3）排出故障后，移动变阻器的滑片，分别读出电流表、电压表的示数，观察共记录灯泡发光情况，填入表一，当变阻器滑片移至某一位置时，电流表的示数如图乙所示，则电路中的电流为　 　A，此时发现灯L₂发光异常耀眼，原因是　 　，此时，他应该　 　。

（4）分析数据，可得结论：两灯串联，灯泡的灯丝越细，发光越　。

（5）然后，小明按图丙所示设计连接电路进行实验，记录的实验数据及现象如表二，根据表二可得出结论：两灯并联时，灯泡的灯丝越细，发光越　　。

表一：

灯泡L1	粗细	电压/V	电流/A	亮度	灯泡 L2	粗细	电压/V	电流/A	亮度
	粗	0.6	0.12	不发光		细	1.5	0.12	微亮
	粗	0.8	0.16	微亮		细	2.0	0.16	不很亮
	粗	1.0	0.20	微亮		细	2.5	0.20	较亮
	粗	1.3		不很亮		细	3.25		异常耀眼

表二：

灯泡L1	粗细	电压/V	电流/A	亮度	灯泡 L2	粗细	电压/V	电流/A	亮度
	粗	1.0	0.2	微亮		细	1.0	0.08	不发光
	粗	1.5	0.3	不很亮		细	1.5	0.12	微亮
	粗	2.0	0.4	较亮		细	2.0	0.16	不很亮
	粗	2.5	0.5	明亮		细	2.5	0.20	较亮

（6）小明完成实验后有困惑，通过向爸爸请教，明白了轿车的同侧前灯是可以不同时工作的，在额定电压相同时，若想要更换更亮的轿车前灯，应选择灯丝较　　（选填“粗”或“细”）的灯泡。

下面是小明做测定“小灯泡电功率”的实验，电路图如图甲所示，电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V。

（1）连接电路时开关应　　。

（2）小明连接好电路，闭合开关S，发现小灯泡L发光暗淡，观察电压表、电流表均有示数，移动滑动变阻器的滑片P，电压表、电流表示数均不变，出现这种现象的原因是　　。

（3）小明改正实验错误后，闭合开关S，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示，为　　V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中的滑片P向　　（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V。

（4）小明移动滑片P，记录下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是　　W。

同学们在“探究小灯泡实际功率的规律”时，用两节新干电池串联组成的电源和标有“2.5V”字样的小灯泡等元件连接了如图甲所示的电路，请回答：

（1）连接电路时，开关应　　（选填“闭合”或“断开”）；

（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到　　处（选填“A”或“B”）；

（3）实验中，小飞发现闭合开关后，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡都不亮，电流表无示数，电压表示数接近3V，则电路故障可能是　　。

（4）小飞排除故障后，进行多次实验，并记下相应的电压表和电流表的示数，绘制成如图乙所示的I﹣U关系图象。根据图象可知，小灯泡的实际功率随实际电压的增大而　　（选填“增大”、“减小”或“不变”），小灯泡正常发光时的电功率为　　W；

（5）另一组同学通过测额定电流计算小灯泡的额定功率时，电压表突然坏了，又没有好的电压表更换，但有一个R＝5Ω的定值电阻和另一个电流表K，小飞和他们一起讨论找到了解决问题的方法，此方法应是：先　　，再调节滑动变阻器，使电流表K的示数为　　A即可。

某同学利用如图所示的电路“探究电流跟电阻的关系”实验，实验中电源电压为6V且保持不变，用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。

（1）该同学按如图所示的电路图连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移到　　端（选“A”或“B”）。

（2）闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现电流表始终无示数，而电压表有示数但无明显变化，则导致这一现象的原因是　　。

（3）排除故障后，将各个电阻分别接入电路中R所在位置，调节滑动变阻器的滑片，使每次电压表示数保持不变，将对应的电流表的示数记录在表格中，分析表中数据可以得出的结论是：保持电压不变时，电流与电阻成　　关系。

实验序号	1	2	3	4	5
电阻R/Ω	5	10	15	20	25
电流I/A	0.50	0.24	0.16	0.12	0.10

如图甲所示，是探究小组设计的测量额定电压为“3.8V”小灯泡电阻的部分实验电路。若电源电压为6V，小灯泡的电阻大约是10Ω，探究小组在连接实验电路的过程中发现电压表0～15V量程损坏，只有0～3V的量程可以使用：

（1）若探究小组想测小灯泡正常发光时的电阻，请用笔画线代替导线把电路连接完整。

（2）实验中有两个可供选择的滑动变阻器规格分别为“5Ω1A”“10Ω1A”，为了顺利完成实验，探究小组应选择　　的变阻器最为合适。

（3）探究小组在实验的过程中，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，电流表的示数如图乙所示，电流表的读数为　　A，小灯泡正常发光时的电阻为　　Ω（结果保留一位小数）

（4）探究小组还想探究“导体中的电流与导体电阻”的关系，他们设计的电路图如图丙所示：

①若探究小组闭合开关后，发现电流表无示数，用电压表分别测R₁、R₂（R₁≠R₂）两端的电压，电压表并联在R₁两端时有示数，并联在R₂两端时无示数，则此电路发生故障的原因是　 　。

②排除故障后，探究小组分别用电压表测出了R₁、R₂两端的电压，请你判断：通过以上操作，他们能探究出“导体中的电流与导体电阻”的关系吗？　 　（填“能”或“不能”），你判断的依据是　 。

在测额定电压为“3.8V”的小灯泡电功率实验中

（1）请你用笔画线代替导线，将图甲图实物连接完整。

（2）电路正确连接后，闭合开关，移动滑片，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，则故障可能是　。

（3）排除故障后，当灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示。为　 A，灯泡的额定功率为　　W。

利用图甲进行“测量未知电阻”的实验。

电压U/V	1.5	2.0
电流I/A	0.30	0.42	0.50
电阻Rx/Ω	5.0	4.8
电阻Rx的平均值/Ω

（1）连接电路时，应将开关　　。

（2）连接电路后，闭合开关，移动变阻器的测片，电压表有示数，电流表始终无示数，造成这一现象的原因可能是　　（只填序号）

A．R_x断路      B．R_x短路      C．电流表断路

（3）排除故障后，闭合开关，改变电阻Rx两端的电压，进行了三次测量，第三次实验中电压表示数如图乙所示，电压表读数为　　V。

（4）将实验数据填入上表并进行处理，三次所测电阻Rx的平均值为　　Ω。

（5）将电阻R_X换成小灯泡，重复上述实验，发现几次实验测得小灯泡的电阻相差比较大，原因可能是　 　。

小青同学在家里发现了一个废弃的定值电阻，把它带到学校实验室，检查完好后，再对它进行电阻的测量。

（1）连接电路时，开关应处于　　（选填“断开”或“闭合”）状态。

（2）如图，完成电路连接后，闭合开关，发现电压表的指针反向偏转。请指出造成该现象的原因是　　。

（3）改接电路并检查无误后进行实验，如表是记录的实验数据。通过计算，该定值电阻的阻值约是　　Ω．（计算结果保留一位小数）

实验次数	1	2	3
电压（V）	1	1.5	2.0
电流（I）	0.20	0.28	0.36

（4）在上一小题的计算中，小青同学发现三次算得的电阻值并不相同，这种情况主要是因为持续通电电阻的　　（选填“长度”“横截面积”或“温度”）发生变化，影响了它的阻值大小。

小明在做测量小灯泡的电阻实验中，电路图如图所示。小灯泡上标有“3.8V”的字样，电源电压为6V。

（1）小明连接好电路，闭合开关，发现灯泡立即发出明亮耀眼的强光，并很快熄灭，则原因可能是　　；

A．电流表短路                     B．小灯泡短路

C．滑动变阻器接入电路的阻值过小     D．电压表断路

（2）解决问题后，闭合开关，移动滑动变阻器的划片，让电压表示数逐渐变大，灯泡逐渐变亮，灯丝温度不断升高，测量数据如表：

实验次数	1	2	3	4
电压（V）	2.0	2.5	3.0	3.8
电流（A）	0.33	0.34	0.35	0.40
电阻（Ω）	6.1	7.4	8.6

表中空缺的数据应为　　，小灯泡正常发光的功率是　　W。

（3）分析如表数据，你发现小灯泡的电阻与灯丝的温度有什么关系？

在“测量小灯泡的额定功率”实验中，灯泡上标有“3.8V”的字样，电源电压恒定不变。

（1）请你用笔划线代替导线，将甲图中的实物电路完整，要求滑片向左移动时灯泡变亮。

（2）闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现灯泡始终不亮，电流表有示数，电压表无示数，其故障原因可能是　　。

（3）排除故障后，开始实验，闭合开关，电压表的示数为2.5V，此时应将变阻器滑片向　　（选填“左”或“右”）端调节，在移动变阻器滑片的过程中，眼睛应注视　　的示数，直至灯泡正常发光，此时电流表的示数为0.4A，则灯泡的额定功率为　　W。

（4）完成上述实验后，又找来了一个阻值为R₀的电阻和两个开关。并借助部分现有的实验器材，设计了如图乙所示的电路，也测出了小灯泡的额定功率。请完成下列的实验步骤：

①闭合开关　　，移动滑片，当电压表的示数为　　V时，停止移动滑片，然后再断开闭合的开关：

②保持滑片的位置不动，再闭合开关　　，读出此时电压表的示数为U；

③灯泡额定功率的表达式为P_额＝　　（用已知量和测量量表示）。

在“测小灯泡功率”的实验中，小灯泡标有“2.5V”字样。

（1）连接电路时开关应　　，滑动变阻器的滑片应移至　　处。

（2）甲组同学连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，但电压表有示数，电路故障可能是小灯泡处　　。（选填“短路”或“断路”）

（3）乙组同学连接的电路如图甲所示，其中有一根导线接错了，请在接错的导线上打“×”再把它改接到正确的位置上。

（4）乙组同学正确连接电路后，先测小灯泡两端电压为2V时的电功率，若要继续测量小灯泡的额定功率，此时应将滑动变阻器的滑片向　　移动，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，此时电路中的电流是　　A，小灯泡的额定功率为　　W，小灯泡正常发光时的电阻为　　Ω．（保留一位小数）

在“测小灯泡功率”的实验中，小灯泡标有“2.5V”字样。

（1）连接电路时开关应　　，滑动变阻器的滑片应移至　　处。

（2）甲组同学连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，但电压表有示数，电路故障可能是小灯泡处　。（选填“短路”或“断路”）

（3）乙组同学连接的电路如图甲所示，其中有一根导线接错了，请在接错的导线上打“×”再把它改接到正确的位置上。

（4）乙组同学正确连接电路后，先测小灯泡两端电压为2V时的电功率，若要继续测量小灯泡的额定功率，此时应将滑动变阻器的滑片向　　移动，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，此时电路中的电流是　　A，小灯泡的额定功率为　　W，小灯泡正常发光时的电阻为　　Ω．（保留一位小数）

小明同学在"测量小灯泡的电功率"的实验中，小灯泡的额定电压为 $2.5V$ ，电源为两节新干电池，滑动变阻器标有" $20\Omega 1A$ "字样。

（1）实验电路如图甲所示，但电路连接不完整，请你用笔画线代替导线，完成电路。

（2）小明将电路连好后，闭合开关，发现小灯泡发光很微弱，电流表、电压表均有示数，左右移动滑动变阻器的滑片 $P$ ，小灯泡亮度和两表示数均不变，其原因可能是 　　。

（3）改正电路后，小明同学调节滑动变阻器观察到电压表示数为 $2V$ ，为使小灯泡两端电压达到额定电压，应将滑动变阻器的滑片 $P$ 向 　　（选填"左"或"右" $)$ 调节。当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，该小灯泡的额定电功率为 　　 $W$ 。

（4）小明依次测出了六组实验数据，如表所示。请你根据表中数据在图丙所示的坐标纸上作出小灯泡的 $I-U$ 图象。

电压 $U/V$	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	2.9
电流 $I/A$	0.10	0.16	0.20	0.22		0.26
电功率 $P/W$
亮度变化	暗 $\to$ 亮

（5）通过计算分析以上数据，你还有什么新的发现： 　　。（写出一条即可）

在"探究电流与电阻的关系"实验中：

（1）如图甲所示，请你用笔画线代替导线，将图中电路连接完整（请勿更改原有导线，导线不得交叉），

要求：当滑动变阻器的滑片 $P$ 向左移动时，电路中的电流变大。连接电路时，开关必须 　　。

（2）闭合开关后，发现电压表有示数且接近电源电压，电流表无示数，其原因是 　　。

（3）实验过程中，将 $5\Omega$ 的电阻接入电路中，闭合开关，调节滑动变阻器滑片 $P$ 至适当位置，此时电流表示数如图乙所示，则电流表示数为 　　 $A$ ．将 $5\Omega$ 的电阻更换为 $10\Omega$ 的电阻，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片 $P$ 向 　　（选填"左"或"右" $)$ 端移动，使电压表示数为 　　 $V$ 。

小韩用如图1甲所示的电路测量小灯泡的电功率，电源电压恒为 $3V$ ，小灯泡的额定电压为 $2.5V$ ，正常发光时电阻约为 $10\Omega$ 。

（1）用笔画线表示导线，选好电流表量程，将图甲电路连接完整

（2）闭合开关前，为了保护电路，滑动变阻器的滑片 $P$ 应置于 　　（选填" $C$ "或" $D$ " $)$ 端。

（3）闭合开关后，小灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数为 $3V$ ，产生该现象的原因可能是小灯泡 　　（选填"短路"或"断路" $)$ 。

（4）排除故障后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片 $P$ 到某一点，电压表示数如图1乙所示，此时小灯泡两端的电压为 　　 $V$ ，若要测量小灯泡的额定功率，此时应将滑动变阻器的滑片 $P$ 向 　　（选填" $C$ "或" $D$ " $)$ 端移动，根据该同学实验得到的如图2所示的 $I-U$ 图象，小灯泡的额定功率为 　　 $W$ 。

（5）小韩还想用标有" $600\mathit{res}/(\mathit{kW}·h)$ "的电能表测出一个电灶的电功率。测量时关闭其他用电器，只让电灶单独工作，发现 $6\mathit{min}$ 电能表的转盘转过 $120r$ ，则这段时间电灶消耗的电能是 　　 $J$ ，电灶的功率为 　　 $W$ 。