初中物理电流表、电压表在判断电路故障中的应用实验题

某实验小组的同学用甲图所示器材测量小灯泡的电功率。已知电源电压恒为 $6V$不变，待测灯泡的额定电压为 $3.8V$，额定功率估计为 $1.2W$左右。

（1）请在甲图中用笔画线表示导线，连接成完整的实验电路（须选择合适的电流表量程）；

（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片 $P$应该位于　　端（选填“ $A$”或“ $B$” $)$；

（3）闭合开关后发现：电流表没有示数，灯泡不亮，电压表示数接近电源电压。则此时电路故障为　　；

（4）故障排除后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片 $P$，使灯泡正常发光，此时电流表示数如乙图所示，则电路中的电流值为　　 $A$，待测灯泡的额定功率为　　 $W$；

（5）如果电压表只能使用 $0~3V$的量程。仅在丙图虚线框内用电路图说明，怎样利用现有器材测定灯泡的额定功率。

图1是关于伏安法的实验电路图，利用这个实验，既可以测小灯泡的电阻，又可以测小灯泡的功率．在这两个实验中：

（1）测小灯泡电阻的实验原理是              ；测小灯泡功率的实验原理是       ．（用公式表示）
（2）将开关S闭合后，发现电流表和电压表指针偏转出现如图2的现象，这是由于电流表         ，电压表          ．
（3）将开关S闭合后，若发现电流表有示数，电压表无示数，这是由于      造成的（电路连接完好）．
（4）将开关S闭合后，若发现电压表有示数，电流表无示数，这是由于        造成的．

(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________________________。

王君同学设计了如图（a）所示的电路来探究“通过小灯泡的电流与其两端电压的关系”。选用的器材有阻值为 $5\Omega$的小灯泡一个，两节干电池组成的电池组， $0~0.6A$的电流表、 $0~3V$的电压表、滑动变阻器 $\left(10\Omega 2A\right)$和开关各一个，导线若干等。

（1）该同学根据电路图在连接电路的过程中，开关应该是　　的。（选填“断开”或“闭合” $)$

（2）闭合开关后，电压表指针有明显摆动，电流表指针几乎不动，造成这一现象的原因是　　。

（3）排除故障后，该同学移动滑动变阻器的滑片，记录数据，在某次测量时电流表的示数如图（b）所示，此时电压表的示数为　　 $V$。

（4）该同学进行该实验时，采用的科学实验方法是　　。

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　　 $\mathit{kg}$。

（伏安法）某实验小组用电压表、电流表、电键、电源（电压保持不变）、标有“10Ω  2A”字样的滑动变阻器、待测电阻和若干导线做“电压表、电流表测电阻”的实验。实验过程中各实验元件均完好，且连接时各个接点的接触都良好。
①连接电路后，闭合电键S，他们发现电流表A无示数，电压表V有示数，且无论怎样移动滑片P，电压表示数始终都不变为6伏，发生这一现象的可能原因是           。

②经讨论，该小组同学重新连接，并按照正确步骤实验，在滑片P移动的过程中，电流表A的最小示数如图所示，读数是          ，此时电压表的示数是          伏，这时候测得的待测电阻的阻值是            欧。
③ 为了减小实验误差，该实验小组的同学可以采用的方法是            。

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

（伏安法、单安法）在测量电阻约为10Ω的定值电阻Rx的实验中，小明和小亮用如图所示的器材进行实验．

（1）用笔画线代替导线在甲图中完成实物电路连接，要求滑动变阻器的滑片向右滑动时连入电路的电阻变小。
（2）小明把最后一根导线连接完毕后，看到电压表和电流表立即有较大示数．小亮认为在实验操作中有两处错误，其中一处是滑动变阻器的滑片没有滑到电阻最大的位置，还有一处是                     ．
（3）改正错误后，小明改变Rx两端的电压和电流，两次测得的电阻值分别为R₁=10.1Ω，R₂=10.2Ω，第三次测量时，电流表的示数为0.26A，电压表的示数如图乙所示．根据以上三次实验数据，最后得出Rx=           Ω．
（4）小瑞同学设计了不同的方案，经讨论后同学们达成共识，设计的电路如图（R₀为阻值已知的定值电阻），

以下是他们的实验操作步骤：
①按电路图连接电路。
②闭合开关S₁，断开开关S₂，读出此时电流表的示数I₁。
③闭合开关S₂，断开开关S₁，读出此时电流表的示数I₂。
④根据所测数据计算得出R_x的阻值。
请用所测物理量写出未知电阻R_x的数学表达式：R_x=

为测定“额定电压为2.5V的小灯泡电功率”的实验中，电源电压保持不变。

（1）如图甲所示，连接电路时开关应处于　   　状态。实验时，若无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡始终不亮，但电压表有示数，电流表示数几乎为零，则故障的原因可能是　    　（选填“电流表与导线”或“灯泡与灯座”）接触不良。

（2）故障排除后，闭合开关，变阻器滑片P在某处时，电压表示数为2V，电流表示数如图乙所示。若想测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向　   　端（选填“左”或“右”）移动。

（3）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图丙所示，其值为　   　A，通电20s小灯泡消耗的电能为　    　J。

（4）把这样的两个灯泡串联在电压为4V的电路中，电路的总功率为　   　W。

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

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 $R_{\mathit{AB}}=$　　 $\Omega$。

如图所示，在"探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系"实验中，某小组选用两节新干电池为电源，规格为"20Ω 1A"的滑动变阻器等器材进行实验：

（1）请根据图甲的实物图将图乙的电路图补充完整；

（2）连接电路时开关应该 　 　。闭合开关，发现电压表无示数，电流表有示数但没超出量程，则产生故障的原因可能是导体电阻 　    　（选填"断路"或"短路"）；

（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，若电流表的示数如图丙所示，其读数为 　    　A；

（4）改变滑动变阻器滑片的位置，测得多组对应的电压、电流值，如下表所示，由测得数据可知，当电阻一定时，导体中的电流与电压成正比，导体电阻为 　    　Ω（结果保留一位小数）：

实验次数	1	2	3	4	5	6
电压U/V	0.6	1.0	1.5	2.0	2.4	2.8
电流I/A	0.12	0.20	0.32	0.38	0.48	0.56

（5）进行实验时，该小组发现：调节滑动变阻器无法使电压表示数为0.5V，为了解决这个问题，可采取的方法是 　                                    　（写出一种即可）

我市中考实验操作考试时，实验员为"测量小灯泡的额定电功率"实验准备了以下器材：额定电压为2.5V的小灯泡（正常发光时电阻约为10Ω）、规格为"12Ω 1A"的滑动变阻器、开关、电流表、电压表各1个，新干电池4节，导线若干。

（1）图甲中有一根导线的连接是错误的，请你在错误的导线上打"×"；

（2）闭合开关前，应将滑片P移到最 　 　（填"左"或"右"）端；

（3）经检查，电路连接无误，各元件完好，闭合开关后，无论怎样移动滑片P，电压表的示数都调不到2.5V，出现这种现象的原因是 　 　；

（4）解决上述问题后，移动滑片使电压表的示数为2.5V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 　 　W；

（5）测出小灯泡的额定功率后，同学们又把灯泡两端的电压调为额定电压的一半，发现测得的实际功率不等于其额定功率的，请你帮助分析出这种现象的原因是 　 　。

小丽同学用电压表、电流表、滑动变阻器、导线、开关及干电池等实验器材，测量额定电压为 $2.5V$的额定功率，请解答下列问题。

（1）如图是小丽同学已连接的实验电路，其中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“ $\times$”，并用笔画线代替导线在电路中画出正确的连线。

（2）电路连接正确后，闭合开关发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表无示数，产生这种现象的原因可能是　　。

（3）故障排除后，再闭合开关，移动滑动变阻器滑片，同时注意观察　　（选填“电流表”或“电压表” $)$示数的变化，当电压达到 $2.5V$时，电流表的示数如图所示， $I=$　　 $A$，小灯泡的额定功率 $P=$　　 $W$。

小华同学想用"伏安法"来测量定值电阻R _X的阻值，于是他在学校实验室借了一些器材，连接了如图甲所示的电路，电源电压恒定不变。

（1）连接电路时，开关应处于 　  状态。闭合开关，向 　  （选填"A"或"B"）端移动变阻器的滑片能使电流表的示数变大。滑动变阻器除了保护电路外，还有一个重要作用是 　  　。操作中，小华发现两个电表只有一个示数，初步检查确认，电路接线完好，两个电表均无故障，刚发生故障的元件应是 　 　  

A．

电源

B．

电阻R X

C．

滑动变阻器

（2）排出故障后，闭合开关，当电压表示数为2.6V时，电流表示数如图乙所示，计算R _X的阻值为 　  　Ω。

（3）按照上面的操作步骤，小华又测量了一个额定电压为3V的小灯泡的电阻，并描绘了其电流随电压变化的图象（即I﹣U图象），小华发现他所描绘的定值电阻的图象是一条直线，而小灯泡的I﹣U图象如图丙所示，原因可能是小灯泡的电阻与 　  　有关。由图象可知小灯泡的额定功率为 　  　W。