Question

【题目】如图所示是探究“电流与电阻关系”的电路图，滑动变阻器R2的规格为“10Ω0.5A”，电源电压保持不变。

（1）在某次实验中，规范操作实验，闭合开关后，发现电流表没有示数，电压表示数为3V，且故障只发生在R1或R2上，则电路故障是______，还可以得出电源电压为______V。

（2）小爽同学先后取R1为5Ω、10Ω、20Ω进行实验，每次实验时电压表示数均为2V，当继续将R1换为40Ω时，发现无论如何调节滑动变阻器，电压表示数总是______（大于/小于/等于）2V．在不改变原来电路连接，且不更换或增减器材的前提下，小俊同学提出：可以每次将电压表示数都控制为UV=______V，将滑动变阻器调至最大阻值，恰好能将R1换成40Ω完成第四次实验。在小俊提出的方案中，为确保电路中各元件的安全，UV不能超过______V。

Answer 1

【答案】R1断路 3 大于 2.4 2.5

【解析】

（1）若电流表示数为0，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电阻所在支路断路了；

（2）由滑动变阻器R2的规格为“10Ω 0.5A”表示的含义，研究电流与电阻关系时，要控制电压表示数为UV不变，根据串联电路电压的规律和分压原理，当将R1换为40Ω时，变阻器的最大电阻10Ω连入电路中时，求出电压表最小示数；当变阻器允许通过的最大电流为0.5A，此时对应时接入最小的定值电阻时，由欧姆定律求电压表最大示数。

(1)经分析,在某次实验中,规范操作实验,闭合开关后,发现电流表没有示数,电压表示数为3V,且故障只发生在R1或R2上,则电路故障是R1断路，此时电压表测电源电压，得出电源电压为3V。

(2)滑动变阻器R2的规格为“10Ω0.5A”，表示变阻器的最大电阻为10Ω。研究电流与电阻关系时,要控制电压表示数为UV不变，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压为：UUV，根据分压原理：=,即1=，①，因电源电压U=3V和电压表示数UV不变,故①左边为一定值,右边也为一定值,故当继续将R1换为最大40Ω电阻时，对应的变阻器的最大电阻10Ω连入电路中，此时电压表示数：UV=×3V=2.4V，根据串联电路电压的规律,控制不变的电压UV越小,变阻器分得的电压越大,根据分压原理,最大,由①式得等式左边最大,即最大,故此时UV=2.4V为电压表的最小示数，故电压表示数总是大于2V；故在不改变原来电路连接,且不更换或增减器材的前提下,小俊同学提出可以每次将电压表示数都控制为UV﹦2.4V,将滑动变阻器调至最大阻值,恰好能将R1换成40Ω完成第四次实验；滑动变阻器R2的规格为“10Ω0.5A”，表示变阻器允许通过的最大电流为0.5A，由欧姆定律，此时电路中的总电阻最小，此时对应时接入最小的定值电阻5Ω，由欧姆定律，电压表最大示数：U′V=I最大×R1=0.5A×5Ω=2.5V。即为确保电路中各元件的安全,UV不能超过2.5V。