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1 天星原创 小明在做测量灯泡正常发光时的电阻的实验时，设计了如图所示的电路，在实验过程中，小明遇到了以下问题，请你帮他一起分析、解决。
电表问题
(1)在闭合开关前，发现电压表指针反向偏转，出现这种现象的原因可能是
(2)闭合开关后，灯泡发光，电流表无示数，电压表有示数，产生这一现象的原因可能是
用电器问题(电源、开关、电表均无故障)
(3)闭合开关后，灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则该电路出现的故障可能是
(4)闭合开关，过了一段时间，灯泡突然熄灭，电流表、电压表示数均变为0，则电路的故障可能是
(5)闭合开关，灯泡发光，当滑片移动到某一位置时，灯泡突然熄灭，此时电流表示数为零，电压表示数接近电源电压，则电路中出现的故障可能是
电路连接问题
(6)小明闭合开关后发现灯很暗，几乎不亮，电流表、电压表示数都很小，调节滑动变阻器的滑片，发现两电表示数均不变，则原因可能是
(7)小明按电路图连接实物，刚接上最后一根导线，看到电流表指针立刻有偏转。若电路连线正确，造成这种异常现象的原因是
(8)小明在连接电路时，不小心将电压表和电流表的位置互换，请你想象一下，闭合开关后，将会有什么结果：
(9)闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现电流表示数变大，电压表示数变小，则原因
电表问题
(1)在闭合开关前，发现电压表指针反向偏转，出现这种现象的原因可能是
电压表指针未调零
；在闭合开关后，发现电压表指针反向偏转，出现这种现象的原因可能是电压表正负接线柱接反
。(2)闭合开关后，灯泡发光，电流表无示数，电压表有示数，产生这一现象的原因可能是
电流表短路
。用电器问题(电源、开关、电表均无故障)
(3)闭合开关后，灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则该电路出现的故障可能是
灯泡短路
。(4)闭合开关，过了一段时间，灯泡突然熄灭，电流表、电压表示数均变为0，则电路的故障可能是
滑动变阻器断路
。(5)闭合开关，灯泡发光，当滑片移动到某一位置时，灯泡突然熄灭，此时电流表示数为零，电压表示数接近电源电压，则电路中出现的故障可能是
灯泡断路
。电路连接问题
(6)小明闭合开关后发现灯很暗，几乎不亮，电流表、电压表示数都很小，调节滑动变阻器的滑片，发现两电表示数均不变，则原因可能是
将滑动变阻器下边的两个接线柱接入了电路
。(7)小明按电路图连接实物，刚接上最后一根导线，看到电流表指针立刻有偏转。若电路连线正确，造成这种异常现象的原因是
连接电路前，开关未断开
。(8)小明在连接电路时，不小心将电压表和电流表的位置互换，请你想象一下，闭合开关后，将会有什么结果：
灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数接近电源电压
。(9)闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现电流表示数变大，电压表示数变小，则原因
答案
(1)电压表指针未调零 电压表正负接线柱接反
(2)电流表短路
(3)灯泡短路
(4)滑动变阻器断路
(5)灯泡断路
(6)将滑动变阻器下边的两个接线柱接入了电路
(7)连接电路前，开关未断开
(8)灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数接近电源电压
(9)电压表并联在了滑动变阻器的两端
(2)电流表短路
(3)灯泡短路
(4)滑动变阻器断路
(5)灯泡断路
(6)将滑动变阻器下边的两个接线柱接入了电路
(7)连接电路前，开关未断开
(8)灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数接近电源电压
(9)电压表并联在了滑动变阻器的两端
解析
【分析】
解决这些电路故障问题，需结合电流表、电压表的使用规则，以及断路、短路的特点逐一分析：
1. 电表指针反向偏转：闭合开关前是电表未调零；闭合后是正负接线柱接反。
2. 电流表无示数、电压表有示数：说明电压表串联在电路中，即与电压表并联的部分断路。
3. 电流表有示数、电压表无示数：说明电路通路，与电压表并联的部分短路。
4. 两电表示数均为0：干路断路，整个电路无电流。
5. 电流为0、电压接近电源电压：与电压表并联的用电器断路，电压表串联测电源电压。
6. 滑动变阻器滑片移动示数不变：滑动变阻器接错接线柱，相当于定值电阻。
7. 连接最后一根导线电表偏转：连接电路时开关未断开，电路提前接通。
8. 电表互换：电压表内阻极大，串联时电路电流极小，电流表几乎无示数，灯泡不亮，电压表测电源电压。
9. 电流变大、电压变小：总电压不变，滑动变阻器电阻变小，电流变大，滑动变阻器电压=总电压-灯泡电压，故电压变小，说明电压表测滑动变阻器电压。
【解析】
(1) 闭合开关前电压表指针反向偏转，是电压表使用前未调零；闭合开关后指针反向偏转，是电压表正负接线柱接反了。
(2) 闭合开关后灯泡发光说明电路通路，电流表无示数是电流表短路，电流绕过电流表，电压表有示数说明电压表两端与电源连通，故故障为电流表短路。
(3) 闭合开关后电流表有示数说明电路通路，灯泡不亮、电压表无示数，是灯泡短路，电压表测短路的灯泡，示数为0。
(4) 闭合开关后两电表示数均为0，说明干路断路，滑动变阻器断路时整个电路断开，无电流，两表均无示数，符合故障现象。
(5) 电流表示数为零说明电路断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表两端与电源连通，故故障为灯泡断路。
(6) 灯暗、两电表示数小，滑片移动示数不变，是滑动变阻器接了下边两个接线柱，相当于定值电阻，电阻大，电流小，滑片移动不改变电阻，示数不变。
(7) 刚接最后一根导线电流表就偏转，是连接电路时开关未断开，连接过程中电路接通。
(8) 电压表和电流表位置互换后，电压表串联在电路中，因其内阻极大，电路电流极小，电流表几乎无示数，灯泡不发光，电压表测电源电压，故结果为灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数接近电源电压。
(9) 移动滑片电流变大，说明滑动变阻器电阻变小，总电压不变，灯泡电压变大，滑动变阻器电压=总电压-灯泡电压，故电压变小，说明电压表并联在了滑动变阻器的两端。
【答案】
(1) 电压表指针未调零；电压表正负接线柱接反
(2) 电流表短路
(3) 灯泡短路
(4) 滑动变阻器断路
(5) 灯泡断路
(6) 将滑动变阻器下边的两个接线柱接入了电路
(7) 连接电路前，开关未断开
(8) 灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数接近电源电压
(9) 电压表并联在了滑动变阻器的两端
【知识点】
电路故障分析、电流表与电压表的使用、滑动变阻器的使用
【点评】
本题围绕测量灯泡电阻实验，考查电学实验中常见的电路故障问题，需熟练掌握电流表、电压表的使用规则，以及断路、短路故障的判断方法，是电学实验的重点题型，能检验学生对电路知识的综合应用能力。
【难度系数】
0.5
解决这些电路故障问题，需结合电流表、电压表的使用规则，以及断路、短路的特点逐一分析：
1. 电表指针反向偏转：闭合开关前是电表未调零；闭合后是正负接线柱接反。
2. 电流表无示数、电压表有示数：说明电压表串联在电路中，即与电压表并联的部分断路。
3. 电流表有示数、电压表无示数：说明电路通路，与电压表并联的部分短路。
4. 两电表示数均为0：干路断路，整个电路无电流。
5. 电流为0、电压接近电源电压：与电压表并联的用电器断路，电压表串联测电源电压。
6. 滑动变阻器滑片移动示数不变：滑动变阻器接错接线柱，相当于定值电阻。
7. 连接最后一根导线电表偏转：连接电路时开关未断开，电路提前接通。
8. 电表互换：电压表内阻极大，串联时电路电流极小，电流表几乎无示数，灯泡不亮，电压表测电源电压。
9. 电流变大、电压变小：总电压不变，滑动变阻器电阻变小，电流变大，滑动变阻器电压=总电压-灯泡电压，故电压变小，说明电压表测滑动变阻器电压。
【解析】
(1) 闭合开关前电压表指针反向偏转，是电压表使用前未调零；闭合开关后指针反向偏转，是电压表正负接线柱接反了。
(2) 闭合开关后灯泡发光说明电路通路，电流表无示数是电流表短路，电流绕过电流表，电压表有示数说明电压表两端与电源连通，故故障为电流表短路。
(3) 闭合开关后电流表有示数说明电路通路，灯泡不亮、电压表无示数，是灯泡短路，电压表测短路的灯泡，示数为0。
(4) 闭合开关后两电表示数均为0，说明干路断路，滑动变阻器断路时整个电路断开，无电流，两表均无示数，符合故障现象。
(5) 电流表示数为零说明电路断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表两端与电源连通，故故障为灯泡断路。
(6) 灯暗、两电表示数小，滑片移动示数不变，是滑动变阻器接了下边两个接线柱，相当于定值电阻，电阻大，电流小，滑片移动不改变电阻，示数不变。
(7) 刚接最后一根导线电流表就偏转，是连接电路时开关未断开，连接过程中电路接通。
(8) 电压表和电流表位置互换后，电压表串联在电路中，因其内阻极大，电路电流极小，电流表几乎无示数，灯泡不发光，电压表测电源电压，故结果为灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数接近电源电压。
(9) 移动滑片电流变大，说明滑动变阻器电阻变小，总电压不变，灯泡电压变大，滑动变阻器电压=总电压-灯泡电压，故电压变小，说明电压表并联在了滑动变阻器的两端。
【答案】
(1) 电压表指针未调零；电压表正负接线柱接反
(2) 电流表短路
(3) 灯泡短路
(4) 滑动变阻器断路
(5) 灯泡断路
(6) 将滑动变阻器下边的两个接线柱接入了电路
(7) 连接电路前，开关未断开
(8) 灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数接近电源电压
(9) 电压表并联在了滑动变阻器的两端
【知识点】
电路故障分析、电流表与电压表的使用、滑动变阻器的使用
【点评】
本题围绕测量灯泡电阻实验，考查电学实验中常见的电路故障问题，需熟练掌握电流表、电压表的使用规则，以及断路、短路故障的判断方法，是电学实验的重点题型，能检验学生对电路知识的综合应用能力。
【难度系数】
0.5
2 在测量标有“2.5 V”字样的小灯泡电阻的实验中，如图甲是小明连接好的电路。
(1)小红发现电路连接错误，只需更改一根导线即可。请你把接错的那一根导线找出来，并画上“×”，再用笔画线把它改接到正确的位置上。
(2)排除故障后，移动滑动变阻器滑片使灯泡两端电压为2.5 V，电流表示数如图乙所示，小明计算电阻$R = \frac{U}{I} = \frac{2.5\ \mathrm{V}}{1.5\ \mathrm{A}} \approx 1.7\ \Omega$，小红认为结果是错误的，原因是
(3)某小组同学将图甲中小灯泡换为定值电阻，探究电流与电阻的关系。已知电源电压恒为6 V，实验所用定值电阻R的阻值分别为5 Ω、10 Ω、20 Ω，滑动变阻器的规格为“30 Ω 2 A”。为了记录实验数据和计算结果，该小组同学分别设计了下列两张表格，经过组内讨论后一致认为合理规范的是表Ⅰ。请写出表Ⅱ设计不合理的原因：
表Ⅰ
表Ⅱ
(1)小红发现电路连接错误，只需更改一根导线即可。请你把接错的那一根导线找出来，并画上“×”，再用笔画线把它改接到正确的位置上。
(2)排除故障后，移动滑动变阻器滑片使灯泡两端电压为2.5 V，电流表示数如图乙所示，小明计算电阻$R = \frac{U}{I} = \frac{2.5\ \mathrm{V}}{1.5\ \mathrm{A}} \approx 1.7\ \Omega$，小红认为结果是错误的，原因是
电流表误用大量程读数
。(3)某小组同学将图甲中小灯泡换为定值电阻，探究电流与电阻的关系。已知电源电压恒为6 V，实验所用定值电阻R的阻值分别为5 Ω、10 Ω、20 Ω，滑动变阻器的规格为“30 Ω 2 A”。为了记录实验数据和计算结果，该小组同学分别设计了下列两张表格，经过组内讨论后一致认为合理规范的是表Ⅰ。请写出表Ⅱ设计不合理的原因：
三次测量的电压和电流不具有同时性
。表Ⅰ
表Ⅱ
答案
(1)如图所示。
(2)电流表误用大量程读数
(3)三次测量的电压和电流不具有同时性
【解析】(2)根据题图乙可知，电流表选用的量程为0 ~ 0.6 A,故电流表读数为0.3 A。
(3)表Ⅱ中平均值设计不合理,因为三次测量的电压和电流不具有同时性。
解析
【分析】
本题围绕“测量小灯泡电阻”和“探究电流与电阻的关系”两个电学实验展开，解题思路如下：
1. 第(1)问：需明确伏安法测电阻的电路要求——电压表并联在被测小灯泡两端、电流表串联在电路中，据此找出错误导线并改正；
2. 第(2)问：根据电流表量程判断读数是否正确，电流表有0~0.6A和0~3A两个量程，分度值不同，需结合实际量程读数，小明误用大量程导致读数错误；
3. 第(3)问：探究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端电压不变，每次实验的电压和电流对应同一电阻的工作状态，不能将不同电阻的电压、电流求平均，否则不具有同时性。
【解析】
(1) 伏安法测小灯泡电阻时，电压表应并联在小灯泡两端，原图中连接滑动变阻器右端与灯泡左端的导线错误，将该导线打“×”，改接到小灯泡的右接线柱，使电压表并联在小灯泡两端，电路连接正确；
(2) 电流表选用的是0~0.6A量程，分度值为0.02A，正确读数为0.3A，小明误用0~3A量程读数，得到错误的1.5A，导致电阻计算错误；
(3) 探究电流与电阻的关系时，需保持定值电阻两端电压不变，每次更换定值电阻后，对应的电压和电流是同一电阻的工作状态，表Ⅱ中对不同电阻的电压、电流求平均，这些数值不对应同一电阻的同时状态，不具有同时性，因此设计不合理。
【答案】
(1) （改线图略）；(2) 电流表误用大量程读数；(3) 三次测量的电压和电流不具有同时性
【知识点】
伏安法测电阻、电流表读数、探究电流与电阻的关系
【点评】
本题考查初中电学实验的基础操作，涵盖电路连接、仪器读数、实验设计等核心知识点，是电学实验的典型题型，需掌握实验原理和操作规范。
【难度系数】
0.5
本题围绕“测量小灯泡电阻”和“探究电流与电阻的关系”两个电学实验展开，解题思路如下：
1. 第(1)问：需明确伏安法测电阻的电路要求——电压表并联在被测小灯泡两端、电流表串联在电路中，据此找出错误导线并改正；
2. 第(2)问：根据电流表量程判断读数是否正确，电流表有0~0.6A和0~3A两个量程，分度值不同，需结合实际量程读数，小明误用大量程导致读数错误；
3. 第(3)问：探究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端电压不变，每次实验的电压和电流对应同一电阻的工作状态，不能将不同电阻的电压、电流求平均，否则不具有同时性。
【解析】
(1) 伏安法测小灯泡电阻时，电压表应并联在小灯泡两端，原图中连接滑动变阻器右端与灯泡左端的导线错误，将该导线打“×”，改接到小灯泡的右接线柱，使电压表并联在小灯泡两端，电路连接正确；
(2) 电流表选用的是0~0.6A量程，分度值为0.02A，正确读数为0.3A，小明误用0~3A量程读数，得到错误的1.5A，导致电阻计算错误；
(3) 探究电流与电阻的关系时，需保持定值电阻两端电压不变，每次更换定值电阻后，对应的电压和电流是同一电阻的工作状态，表Ⅱ中对不同电阻的电压、电流求平均，这些数值不对应同一电阻的同时状态，不具有同时性，因此设计不合理。
【答案】
(1) （改线图略）；(2) 电流表误用大量程读数；(3) 三次测量的电压和电流不具有同时性
【知识点】
伏安法测电阻、电流表读数、探究电流与电阻的关系
【点评】
本题考查初中电学实验的基础操作，涵盖电路连接、仪器读数、实验设计等核心知识点，是电学实验的典型题型，需掌握实验原理和操作规范。
【难度系数】
0.5
