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如图所示电路中,电源电压为6伏且保持不变,滑动变阻器R1标有“50Ω 2A”字样,闭合电键S后,无论如何移动滑动变阻器滑片P,电流表A1始终无示数,而电流表A2的示数始终为0.4安,初步判断故障发生在电阻上.求:
(1)你认为该电路存在的故障是:______,用相同的规格的电阻替换故障电阻,于是将故障排除.
(2)电阻R2的阻值.
(3)在可以改变电表量程的情况下,移动滑动变阻器R1的滑片P时,是否存在这样的一种情况,使两个电流表指针偏离零刻度的角度恰好相同?如果存在,请求出此时R1消耗的功率P1;如果不存在,请说明理由.

解:(1)因为电路故障发生在电阻上,电阻可能断路或短路,无论如何移动滑动变阻器滑片P,电流表A1始终无示数,说明电流表A1所在支路没有电流,而电流表A2的示数始终为0.4A,则电路故障是变阻器R1断路.
(2)由题意知,变阻器R1断路,则电流表A2的示数是通过电阻R2的电流,
∵I=
∴电阻R2的阻值:
R2===15Ω.
(3)要使两电流表指针偏离零刻度的角度相同,
A1应选0~0.6A量程,A2应选0~3A量程;
设A1的读数为I1′=0.02nA,
则A2的读数为I′=5×I1′=5×0.02nA=0.1nA;
此时,I2′=I′-I1′=0.1nA-0.02nA=0.08nA,
电源电压U=I2′R2=0.08nA×15Ω=1.2nV=6V,
则n==5,
I1′=0.02nA=0.02A×5=0.1A,
∵I=
∴滑动变阻器R1的阻值R1===60Ω,
因为R1的最大电阻为50欧,所以不存在两个电流表指针偏转角度相同的情况.
答:(1)该电路存在的故障是:滑动变阻器R1断路.
(2)电阻R2的阻值15Ω.
(3)不存在两个电流表指针偏转角度相同的情况.
分析:(1)常见的电路故障有:断路与短路,根据电路故障现象分析故障原因.
(2)已知电源电压与通过电阻的电流,由欧姆定律可以求出电阻的阻值.
(3)由电路图可知,电流表A1测通过支路R1的电流,电流表A2测干路电流,
电流表A2示数应大于A1示数,要使两电流表指针偏转角度相同,电流表A1应选择小量程,
电流表A2应选择大量程,同一刻度线电流表大量程示数是小量程示数的5倍,根据并联电路特点分析答题.
点评:本题考查了电路故障分析、求电阻阻值、判断两电流表指针偏角是否可以相等,本题的第(3)问是本题的难点,知道电流表两量程间的关系、熟练应用并联电路特点、欧姆定律是正确解(3)的关键.
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60
60
Ω

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