初中物理电流表、电压表在判断电路故障中的应用实验题

一实验小组同学在“测量小灯泡电功率”的实验中，已知电源电压是6V，小灯泡的额定电压是3.8 V，电阻约为8Ω.

（1）请你用笔画线代替导线帮他将图甲中的实物图连接完整；正确连接电路后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该置于        端（选填“A”或“B”）；
（2）实验小组的同学调节滑动变阻器，进行了几次实验，得到部分U和I的数据如下表所示：

实验次数	1	2	3	4	5	6	7	8
U/V	1.00	1.50	2.00	2.50	3.00	3.50	3.80	4.20
I/A	0.20	0.30	0.40	0.44	0.47	0.49		0.51
灯泡亮度	不亮	微亮	很暗	较暗	偏暗	较亮	正常	很亮

①实验小组同学在对数据进行分析时发现：小灯泡灯丝电阻随电压的增大而        （填“增大”、“减小”或“不变”）。在第1次实验中,小灯泡不发光的原因是_____________________________；
②灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则灯泡的额定功率为       W；
③当小组内的同学测量灯泡地电功率在继续调节滑动变阻器时，不小心把灯丝烧断了（其余元件完好），则此时电压表示数约为        V；
（3）一同学在实验室借了甲：“10Ω  1.5 A”、乙：“20Ω  1.2 A”和丙：“30Ω  1 A”三种滑动变阻器各一个，你认为为个实验小组在实验中使用的滑动变阻器是：               ，
理由是：______________________________________________________________。

某实验小组的同学用下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 $3.8V$，功率估计在 $1.1W$左右。

（1）请在图甲中用笔画线代替导线，使其成为完整的实验电路。

（2）请根据实物图在右侧虚线框内画出对应电路图。

（3）连接电路时，开关应该　　。

（4）闭合开关前，滑动变阻器滑片 $P$应该位于　　端（选填 $A$或 $B)$。

（5）闭合开关，同学们发现，电流表没有示数，灯泡不亮，电压表示数接近电源电压，此时电路故障为　　。

（6）故障排除后，闭合开关，调节滑动变阻器换片 $P$，使灯泡正常发光，此时电流表示数如图丙所示为　　 $A$，则待测灯泡的额定功率为　　 $W$；

（7）若实验器材中电压表 $0~15V$量程被损坏，利用上图器材怎样测定待测灯泡的额定功率？简要步骤

　　。

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　　 $W$。

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：　　。

同学们在“测量小灯泡的电功率”的实验中，选用的电源电压为4V，小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡的电阻小于10Ω，滑动变阻器上标有“30Ω lA”字样，如图甲是小林同学没有连接完的实验电路．

(1)请你用笔画线代替导线，帮小林将实验电路连接完整；
(2)连接线路完好后，闭合开关，移动滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数而电流表没有示数，则故障的原因可能是                                            
(3)故障排除后，闭合开关，移动滑片到某一位置，电压表的示数如图丙所示，小灯泡两端电压为
      V，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向      （选填“左”或“右”）端滑动；
(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．
（5）如果电压表坏了，在不能改变原电路的条件下，小林又想粗略测量小灯泡的额定电功率，下一个操作步骤是                  ，使电流表的示数为          A时，计算出小灯泡的额定电功率。

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 　　 $V$ 。

小丽和小华在做“用电流表和电压表测电阻”的实验。
（1）请你帮助他们在实物连接图13中，用笔画线代替导线将实物图连线补充完整（要求：滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表的示数变大）。（9）（用2B铅笔在答题纸的相应位置连线）
（2）当小丽完成电路连接后准备闭合开关时，同伴小华提醒她电路还有一处不妥当，你认为是：             （10）             。　
（3）在测量中小丽观察到电流表示数如图14所示，则Ｉ＝   (11) 安。若此时电压表示数为2.5伏,则电阻的阻值为___(12)____欧。小华建议她还应多次测量，最后求出电阻的平均值。这样做的目的是_______(13)_________。
（4）在实验过程中，小丽突然发现电流表没有示数，而电压表有示数，且接近于电源电压，则故障可能是：             （14）             。

小明、小华和小红三位同学各自进行“测定小灯泡电功率”的实验。实验中使用的小灯标有“3.8V”字样，滑动变阻器标有“20Ω  2A”字样，电源电压为6伏且不变。

①小明连接的电路如图15所示，图中尚有一根导线未连接，请用笔线代替导线在图中正确连接。 （9） （用2B铅笔在答题纸的相应位置连线）
②小华正确连接电路，闭合电键，移动变阻器的滑片，电压表的示数 （10） （选填“变大”或“变小”）；当变阻器的滑片恰好在中点上（即它接入电路的电阻为10欧），小灯正常发光，小灯的额定功率为 （11） 瓦。
③小红正确连接电路，闭合电键，移动变阻器的滑片，小灯始终不亮。小红在查找电路故障时发现，电流表示数、电压表示数均为零。若电路中只有一处故障且只发生在小灯或滑动变阻器上，电路故障是 （12） 。

．在“测定小灯泡电功率”实验中，待测小灯泡额定电压为3.8V，小灯泡的额定功率估计在1W左右。
（1）某同学正确连接电路，闭合电键后发现灯泡不发光，电压表有示数，电流表指针不偏转，产生这一现象的原因是               （14）                  。
（2）故障排除后，移动滑动变阻器的滑片，在小灯泡发光情况由很暗到正常发光到很亮的过程中，该同学正确记录了小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，数据见下表，但表中仍有不完整的地方，请将所缺内容填写完整：
（3）该同学分析实验数据得出：小灯泡的发光亮度是由灯泡的     （17）          决定的。
（4）进一步分析实验数据发现：通过小灯泡的电流与小灯泡两端的电压不成正比，可能的原因是
                               （18）                                    。

如图甲所示是"探究电压一定时，电流跟电阻关系"的实验电路图，已知电源电压恒为4V，滑动变阻器（30Ω 1A）以及符合实验要求的电表，开关和导线。

（1）实验中小明同学多次改变R的阻值，记下对应电流表的示数，得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图象，由图象可以得出结论：当导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 　 　比。

（2）由图乙可知，小明探究时，控制电阻两端电压 　 　V不变。

（3）如果小明同学连好电路后闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现电流表有示数，电压表无示数，则该故障可能是由R 　 　（选填"短路"或"断路"）造成的。

（4）小明为了能够完成上述实验，更换的电阻R的阻值不能超过 　 　Ω。

（5）上述实验结束后，小明又设计了如图丙所示的电路，只用电压表来测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，已知滑动变阻器的最大阻值为10Ω，其测量过程如下：

①闭合开关S、S ₂，断开S ₁，将滑动变阻器的滑片移到最上端，电压表示数为4V；

②闭合S、S ₁，断开S ₂，移动滑动变阻器使电压表读数为 　 　V时，小灯泡正常发光；

③闭合S、S ₂，断开S ₁，保持滑动变阻器的滑片与②步的位置相同，此时电压表示数为2V；

④根据上述测量，可知小灯泡的额定功率P＝ 　 　W。

小峻和小薇两位同学在”探究欧姆定律”的实验中，所用器材有：学生电源、电流表、电压表、标有” $20\Omega 2A$”的滑动变阻器 $R\text{'}$、开关，导线和定值电阻 $R$若干。

（1）请根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙中的实物电路连接完整。（要求：向右移动滑动变阻器滑片时，电路中的电流变小，且导线不能交叉）

（2）连接电路时，开关必须　　；连接完电路后，小薇发现电流表和电压表的位置互换了，如果闭合开关，则　　表（选填“电压“或“电流” $)$的指针可能有明显偏转。

（3）排除故障后，他们先探究电流与电压的关系，闭合开关，移动滑片依次测得5组数据，其中第5次实验中电压表的指针如图丙所示，其示数为　　 $V$．他们记录的数据如表1所示，分析数据可以得到的结论是：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成　　比。

表1电流与电压关系

实验序号	1	2	3	4	5
电压 $/V$	1.0	1.2	1.8	2	$--$
电流 $/A$	0.20	0.24	0.36	0.40	0.44

表2电流与电阻关系

实验序号	1	2	3	4
电阻 $/\Omega$	10	15	20	25
电流 $/A$	0.30	0.20	0.15	0.12

（4）他们继续探究电流与电阻的关系，先将电源电压调为 $6V$，分别换上多个定值电阻进行探究，数据记录如表2所示，老师指出其中一组数据是拼凑的，你认为是第　　组（选填实验序号），理由是实验所用的滑动变阻器的最大阻值太　　了（选填“大”或小” $)$。

（5）排除拼凑的数据后，分析数据可以得到的结论是：在　　一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。

（6）在不更换滑动变阻器的情况下，可以采取　　的措施（选填字母符号），完成这组拼凑数据所对应的实验测量。

$A$．降低定值电阻两端电压   $B$．降低电源电压 $C$．选用更大阻值的定值电阻

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）

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

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　 　。

某班同学到实验室做“测定小灯泡额定功率”的实验．被测小灯泡的额定电压为3.8 V，电阻约为10 Ω.实验室有如下器材：电源(电压为6 V)、电流表(0～0.6 A　0～3 A)、电压表(0～3 V　0～15 V)、开关各一只，导线若干，滑动变阻器三只：R₁(5 Ω　0.5 A)、R₂(10 Ω　0.5 A)_、R₃(500 Ω　1 A)．同学们设计的电路如图所示：

(1)电压表应选用________挡，电流表选________挡，滑动变阻器应选用________(选填“R₁”“R₂”或“R₃”)；
(2)实验电路接好后，合上开关时，部分同学发现电路出现故障，主要有下表所列的两种情况，请根据现象和检测结果指出故障的可能原因：

故障现象	检测	故障原因
a.灯泡较暗、两表的示数均较小	移动滑动变阻器滑片，现象不变
b.灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数	取下灯泡，两表的示数不变

 
(3)下表为某小组的实验记录分析表：

实验序号	电压表示数/V	电流表示数/A	功率/W	额定功率/W
1	3.0	0.36	1.08	P额＝（1.08+1.52+1.89）/3=1.5
2	3.8	0.4	1.52
3	4.5	0.42	1.89

老师认为该小组数据处理过程有误，你认为正确测量结果P_额＝___W.