Question

在研究“电流与电压关系”中，某小组同学连接如图所示的电路开展电学实验，其中A表量程0～0.6A，V₁表量程0～3V，V₂表量程0～15V，滑动变阻器R₂标有“50Ω，1A”字样，则：
（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片置于

 

（选填“最左端”、“最右端”或“没有”）．若电表都是好的，闭合开关后，若A表无示数，V₁表无示数，V₂表有示数，故障可能是

 

；若A表有示数，V₁表无示数，V₂表有示数，故障可能是

 

．
（2）排除故障后，该小组将A、V₁，V₂示数绘出图象如图，分析图象，能反应电阻R₁的直线是

 

（选填“甲”或“乙”），电源电压为

 

V．
（3）分析图象，可得出结论：

 

．
（4）在保护电学元件前提下，电路总的最大电流为

 

A．
（5）该小组利用本实验实验器材还能完成

 

实验．

Answer 1

分析：（1）①闭合开关之前，滑片要滑到滑动变阻器的最大阻值处；
②由电路图可以看出，电阻R₁和滑动变阻器R₂串联，电流表测电流，电压表V₁测R₁的电压，电压表V₂测R₂的电压；闭合开关，发现电流表A为零，说明电路中有断路，电压表有示数，说明电压表与电源连接的部分完好；电压表无示数，说明电压表与电压连接的部分有断路．
（2）对于R₁：通过的电流随两端电压的增大而增大；对于R₂：通过的电流随两端电压的增大而减少；据此判断，甲是R₁的U-I图象，乙是R₂的U-I图象；从图象上读出相同电流下，两个电阻两端的电压，然后根据串联电路的电压特点求出电源的电压．
（3）根据甲图象的正比例函数得出结论．
（4）根据电流表和电流表的量程，结合图象甲可知电路中电流的最大值．
（5）电路中既可以测量电压，又可以测量电流，因此可以利用伏安法测量电阻．

解答：解：（1）①闭合开关之前，滑片要滑到滑动变阻器的最大阻值处，即滑片在最右端；
②电流表无示数，说明电路中R₁或R₂断路；V₁表无示数，V₂表有示数，说明电阻R₂断路；
电流表有示数，说明电路为通路，电路中R₁或R₂短路，V₁表无示数，V₂表有示数，说明R₁短路；
（2）因为通过的R₁电流随两端电压的增大而增大，所以能反应电阻R₁的直线的图象是甲；
由图象可知，当通过它们的电流都为0.3A时，U₁=U₂=3V
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴电源电压U=U₁+U₂=3V+3V=6V；
（3）根据图甲可知，当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；
（4）根据图象可知，当电压表V₁的示数为3V时，通过电路的电流为0.3A＜0.6A，因此电路中的最大电流为0.3A；
（5）因为电路中既有电压表，又有电流表，因此可以测量电阻．
故答案为：（1）最右端；R₂断路；R₁短路；（2）甲；6；（3）当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（4）0.3；（5）伏安法测电阻．

点评：本题考查故障分析、串联电路电压的规律以及滑动变阻器的使用，关键是欧姆定律的应用，会从图象中读出相关信息是解答本题的关键．