初中物理电流表、电压表在判断电路故障中的应用实验题

“测量小灯泡的电功率”：选用小灯泡L（额定电压为3.8V）、电压表、电流表、滑动变阻器R和干电池4节等。

（1）在图甲的虚线框内把实验电路图补充完整。

（2）在连接电路时，开关应处于　 　状态。

（3）完成电路连接，试触时发现电压表指针向右偏转，电流表指针向左偏转，原因是　     　。

（4）纠正错误后，闭合开关S，移动滑片P电压表示数如图乙所示，为测量小灯泡的额定功率，滑片P应向　   　（选填“a”或“b”）端移动，直至电压表的示数等于　 　V，电流表的示数如图丙所示为　 　A，则小灯泡的额定功率为　   　W。

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。

用如图甲所示的电路测量定值电阻 $R_x$的阻值，测量数据记录如下表：

实验次数	1	2	3
电压 $U/V$	1.5	2.0	2.5
电流 $I/A$	0.16		0.24
电阻 $R/\Omega$	9.4		10.4

（1）第2次测量时，电流表示数如图乙所示，为　 $A$，对应的电阻值为　　 $\Omega$。

（2）根据三次实验数据可得定值电阻 $R_x=$　　 $\Omega$（结果保留一位小数）。

（3）实验时，闭合开关，发现电流表和电压表指针都不偏转。用一根导线在图甲中先后连接接线柱 $B$与 $C$、 $C$与 $D$时，电压表和电流表示数都为0，连接接线柱 $D$与 $E$时，电压表和电流表指针明显偏转，则电路的故障是　　

（4）如果没有电压表，电源电压未知，可以用最大阻值为 $R$的滑动变阻器，和如图丙所示电路，来测量电阻 $R_x$的阻值。闭合开关后，滑动变阻器滑片在最左端时，电流表示数为 $I_1$；滑动变阻器滑片在最右端时，电流表示数为 $I_2$，则电阻 $R_x=$　　。（用相关物理量的符号表示）

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）。

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　　。

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）

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

　　。

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 　　 $V$ 。

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。