初中物理电流表、电压表在判断电路故障中的应用试题

小华在“探究电流跟电阻的关系”的实验中，设计了如图甲的电路。

（1）请根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙中的电路连接完整。

（2）闭合开关后发现，电流表示数为零，电压表有明显偏转，则该电路故障是　　处断路。

（3）小华排除电路故障后，先将 $5\Omega$的定值电阻接入电路中，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数如图丙，记下此时的电流值。取下 $5\Omega$的电阻，再分别接入 $10\Omega$、 $15\Omega$的电阻，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数均为　　 $V$，记下对应的电流值。通过实验可得出的结论是：当电压一定时，电流与电阻成　　。

在“测定小灯泡的电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材，其中电源电压为 $6V$，小灯泡的额定电压为 $2.5V$（灯丝电阻约为 $12\Omega )$

（1）为了能够顺利完成实验探究，下列两种规格的滑动变阻器应选用　　。

$A$．“ $10\Omega 0.4A$”的滑动变阻器　　 $B$．“ $20\Omega 0.4A$”的滑动变阻器

（2）用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电路连接完整。

（3）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数，若电路只有一处故障，则故障的原因是　　。

（4）排除故障后，闭合开关，移动滑片，发现电压表的示数如图乙所示，其读数是　　 $V$，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向　　端移动（选填“ $A$”或“ $B$” $)$

（5）通过灯泡的电流随它两端电压变化如图丙所示，分析图像可知，该灯泡正常发光时的电阻是　　 $\Omega$，额定功率为　　 $W$。

如图是某同学制作的简易温控装置，变阻器 $R$的最大电阻为 $200\Omega$， $R_t$是热敏电阻，其阻值与温度 $t$的关系如下表所示。当电磁继电器（电阻不计）的电流超过 $18\mathit{mA}$时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控。加热器的功率是 $1000W$，所用电源为家用交流电。

$t{/}^{°}\text{C}$	30.0	40.0	50.0	60.0	70.0
$R_t/\Omega$	219.5	164.5	128.1	101.8	82.9

（1）电磁继电器是利用　　（选填“电生磁”或“磁生电” $)$来工作的。 $R_t$的阻值随着温度的降低逐渐　　。

（2）闭合开关 $S$后发现电路有断路的地方。该同学将一个电压表接到 $\mathit{ab}$两点时指针不偏转，接到 $\mathit{ac}$两点时指针偏转，断路处在　　之间（选填“ $\mathit{ab}$ “或“ $\mathit{bc}$ “ $)$。

（3）为使该装置能对 ${30}^{°}\text{C}~{70}^{°}\text{C}$之间任意温度进行控制，电源 $E$用　　节干电池。若在 ${50}^{°}\text{C}$时衔铁被吸合，应将滑动变阻器 $R$的阻值调到　　 $\Omega$．将调节好的装置 $({50}^{°}\text{C}$衔铁被吸合）放在容积为 $100m^3$的密闭保温容器中，已知空气的比热容为 $1000J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$，密度为 $1.3\mathit{kg}/m^3$，则容器中的空气从 ${30}^{°}\text{C}$加热到空气达到的最高温度至少需要　　 $s$。

如图是某同学制作的简易温控装置，变阻器 $R$的最大电阻为 $200\Omega$， $R_t$是热敏电阻，其阻值与温度 $t$的关系如下表所示。当电磁继电器（电阻不计）的电流超过 $18\mathit{mA}$时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控。加热器的功率是 $1000W$，所用电源为家用交流电。

$t{/}^{°}\text{C}$	30.0	40.0	50.0	60.0	70.0
$R_t/\Omega$	219.5	164.5	128.1	101.8	82.9

（1）电磁继电器是利用　　（选填“电生磁”或“磁生电” $)$来工作的。 $R_t$的阻值随着温度的降低逐渐　　。

（2）闭合开关 $S$后发现电路有断路的地方。该同学将一个电压表接到 $\mathit{ab}$两点时指针不偏转，接到 $\mathit{ac}$两点时指针偏转，断路处在　　之间（选填“ $\mathit{ab}$ “或“ $\mathit{bc}$ “ $)$。

（3）为使该装置能对 ${30}^{°}\text{C}~{70}^{°}\text{C}$之间任意温度进行控制，电源 $E$用　　节干电池。若在 ${50}^{°}\text{C}$时衔铁被吸合，应将滑动变阻器 $R$的阻值调到　　 $\Omega$．将调节好的装置 $({50}^{°}\text{C}$衔铁被吸合）放在容积为 $100m^3$的密闭保温容器中，已知空气的比热容为 $1000J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$，密度为 $1.3\mathit{kg}/m^3$，则容器中的空气从 ${30}^{°}\text{C}$加热到空气达到的最高温度至少需要　　 $s$。

在图中所示电路中，电源电压恒为 $6V$．闭合 $S$后，发现两个小灯泡（均标有” $3V1W$ “ $)$都不亮，用电压表测得 $U_{\mathit{ac}}=U_{\mathit{bd}}=6V$，如果电路中的各段导线及连接处均无问题且故障只有一处，那么电路故障是　　（须指明那个元件出了什么故障）；如果此时用电压表去测灯泡 $L_1$两端电压，则电压表的示数为　　。

物理兴趣小组的同学们在探究“电流与电阻的关系”的实验中，设计了如图所示的电路。已知电源电压为 $4.5V$保持不变，所给的定值电阻的阻值分别为 $10\Omega$、 $20\Omega$、 $30\Omega$、 $40\Omega$，不同的定值电阻两端的控制电压恒为 $2.5V$。

（1）在连接电路的过程中，开关应处于　　状态。

（2）他们在电路连接好后，闭合开关，发现电压表无示数，电流表有明显示数，且电路中只有一处故障，则故障原因可能是　　。

（3）实验中，他们将 $10\Omega$的定值电阻换成 $20\Omega$的定值电阻后，同时应将滑动变阻器 $R_2$的滑片 $P$向　　端移动到适当位置。（选填“ $A$”或“ $B$” $)$

（4）为了使所给的四个定值电阻都能进行实验，滑动变阻器 $R_2$的最大阻值至少应为　　 $\Omega$。

如图是某同学制作的简易温控装置，变阻器 $R$的最大电阻为 $200\Omega$， $R_t$是热敏电阻，其阻值与温度 $t$的关系如下表所示。当电磁继电器（电阻不计）的电流超过 $18\mathit{mA}$时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控。加热器的功率是 $1000W$，所用电源为家用交流电。

$t{/}^{°}\text{C}$	30.0	40.0	50.0	60.0	70.0
$R_t/\Omega$	219.5	164.5	128.1	101.8	82.9

（1）电磁继电器是利用　　（选填“电生磁”或“磁生电” $)$来工作的。 $R_t$的阻值随着温度的降低逐渐　　。

（2）闭合开关 $S$后发现电路有断路的地方。该同学将一个电压表接到 $\mathit{ab}$两点时指针不偏转，接到 $\mathit{ac}$两点时指针偏转，断路处在　　之间（选填“ $\mathit{ab}$ “或“ $\mathit{bc}$ “ $)$。

（3）为使该装置能对 ${30}^{°}\text{C}~{70}^{°}\text{C}$之间任意温度进行控制，电源 $E$用　　节干电池。若在 ${50}^{°}\text{C}$时衔铁被吸合，应将滑动变阻器 $R$的阻值调到　　 $\Omega$．将调节好的装置 $({50}^{°}\text{C}$衔铁被吸合）放在容积为 $100m^3$的密闭保温容器中，已知空气的比热容为 $1000J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$，密度为 $1.3\mathit{kg}/m^3$，则容器中的空气从 ${30}^{°}\text{C}$加热到空气达到的最高温度至少需要　　 $s$。

某兴趣小组在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压为 $6V$，小灯泡上标有“ $3.8V$”的字样。

（1）根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙连接完整；

（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到　　端（选填“ $A$”或“ $B$” $)$；

（3）闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，根据这些现象，判断电路中出现的故障是小灯泡　　（选填“短路”或“断路” $)$；

（4）当小灯泡正常发光时，如图丙所示电流表示数为　　 $A$，小灯泡的额定电功率是　　 $W$。

某课外科技小组设计了如图所示的电路来测量电源 $U$和待测电阻 $R_x$的值，已知滑动变阻器的最大阻值为 $20\Omega$，其实验步骤如下：

（1）这个小组的同学按电路图连接好电路后，将滑动变阻器滑片 $P$滑到最右端 $b$点，闭合开关 $S_1$，断开开关 $S_2$，无论怎样移动滑片 $P$发现电压表有示数但始终保持不变。电路故障的原因可能是　　（写出一种原因即可）

（2）排除故障后，将滑动变阻器的滑片 $P$滑到最右端的 $b$点，闭合开关 $S_1$和 $S_2$．电压表的示数为 $3V$；再断开开关 $S_2$，此时电压表的示数为 $2.4V$，则电源电压 $U=$　　 $V$，待测电阻 $R_x=$　　 $\Omega$

（3）保持 $S_1$闭合， $S_2$断开，当滑片 $P$恰好滑到滑动变阻器的中点时，电压表的示数应为　　 $V$，待测电阻 $R_x$的电功率为　　 $W$。

甲、乙两个实验小组先后完成了如下实验：

（1）甲小组根据图 $-1$所示电路图连接成图 $-2$的实物电路，探究“通过导体的电流与电阻的关系”。

①连接电路时，开关应　　，滑动变阻器的滑片应置于　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$端。

②检查连接无误后，闭合开关，发现电流表、电压表均无示数。他们将导线 $\mathit{EF}$的 $E$端取下，依次接在滑动变阻器的 $C$、 $A$接线柱上时，观察到两种情况下电流表均无示数、电压表示数均为电源电压，则电路故障可能为　　。

$A$．滑动变阻器短路   $B$．电阻 $R$断路 $C$． $\mathit{AE}$间导线断路

③排除故障后，开始实验，实验时始终保持　　表示数不变，记录数据如下，请根据表中数据，在图 $-3$中用描点法画出通过导体的电流 $I$与电阻 $R$的关系图象。

实验序号	1	2	3	4
电阻 $R/\Omega$	5	10	20	25
电流 $I/A$	0.4	0.2	0.1	0.08

分析图象发现：在此实验中，当定值电阻阻值较大时，通过它的电流较小，进一步分析发现随着阻值的增大，电流的变化量越来越　　，可见，若连入电路的定值电阻阻值均太大，不易发现通过导体的电流随电阻的变化规律。

（2）甲小组实验后，乙小组用该实物电路测新买的电热毯（规格“ $220V40W$” $)$的电热丝阻值。在连接电路检查无误后，闭合开关，无论怎样移动滑片，发现电流表示数始终很小，电压表的指针始终接近最大测量值，说明：电热毯的阻值远比滑动变阻器的最大阻值　　，不能较准确测量，更换合适电源并改变电压表所选量程后，较准确地测得电热毯的阻值约为 $120\Omega$，这个测量值与电热毯正常工作时的阻值相差10倍左右，这是因为导体的电阻与　　有关。

实验：测量小灯泡的电功率

实验中选择的小灯泡的额定电压为 $2.5V$。

【实验步骤】

（1）请你用笔画线代替导线，把图1中的电路连接完整（导线不准交叉），并要求滑动变阻器的滑片向左移动时，小灯泡会变亮；

（2）正确连接电路后，闭合开关，电流表指针不动，但用手按住开关，发现电流表指针摆动，出现这种现象的原因是　　。

（3）查明原因，排除故障，正确操作，得到下表所示数据。请将表中内容补充完整：

实验序号	电压 $U/V$	电流 $I/A$	电功率 $P/W$	灯泡亮度
1	2.0	0.28	0.56	发光暗淡
2	2.5	0.32	0.80
3	3.0	0.36	1.08	发光强烈

由表中数据可知，该灯的额定电功率为　　 $W$；

（4）利用上述电路，用定值电阻替换小灯泡，测量该定值电阻的阻值。请在图2虚线方框中设计一个记录数据的表格。

如图所示电路中，电源电压为3V不变，闭合开关后，发现两灯泡均不发光，电压表示数为3V，则电路故障可能是（　　）

A．

灯泡L 1断路

B．

灯泡L 1短路

C．

灯泡L 2断路

D．

灯泡L 2短路

如图所示电路，当开关闭合，两灯正常发光，使用中发现两灯突然熄灭，电流表无示数，电压表示数增大，则故障可能是（　　）

A．灯L₁被短路B．灯L₂被短路C．灯L₁断路D．灯L₂断路

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

小聪同学用伏安法测电阻，实验电路图如图甲所示。

（1）该实验的原理是　   。

（2）闭合开关 $S$前，滑动变阻器滑片 $P$应置于　　端（选填“ $a$”或“ $b$” $)$。

（3）假如小聪同学用完好的器材按如图甲所示实验电路图正确连接电路，实验时正确操作，刚一“试触”，就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度，其原因可能是：

①　　；②　　。

（4）调整后，小聪同学重新按图甲所示的实验电路图正确连接电路，进行实验，某次实验中电压表示数如图乙所示，电流表示数如图丙所示，被测电阻 $R_x=$　　 $\Omega$。

（5）若滑动变阻器的最大阻值为 $R$，被测电阻的阻值为 $R_x$，实验过程中电流表突然损坏，不能正常使用了，他想出一个方法，在撤掉电流表的情况下，利用现有的器材，也能测出电阻 $R_x$的阻值。

实验步骤如下：

①将滑动变阻器滑到 $a$端，闭合开关 $S$，读出电压表的读数，记为 $U$；

②　　；

③读出滑动变阻器的最大值 $R$；

④则被测电阻 $R_x$的阻值为： $R_x=$　　（写出表达式）。