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(10分)如图所示的电路中,直径为D的圆环是用粗细均匀的电阻丝制成的,其阻值为R,图中A,B,…,H为圆环的等分点,A点固定,P为滑片,且滑片P能沿圆环滑动,并保持良好的接触,电源电动势为E,内阻不计。当闭合电键S后,滑片P沿圆环顺时针滑动时,图中各表的示数会发生变化。甲、乙两同学按此电路图,分别做实验,并记下当滑片P在某些位置时各电表的示数。

U2

 

U1

 

I

 

根据上述实验数据,回答下列问题:

(1)根据表1中的实验数据,请通过计算,分析完成表1中“位置A”下的空格。I=       A;U1=       V;U2=        V

(2)根据表1、表2中的实验数据,请通过比较、分析来说明甲、乙两同学测得的实验数据不同的原因:                                                                  

(3)根据(2)中的分析,请思考:当滑片P滑到G、A之间位置X时,则表2中“位置X”下的空格可能的数据(即各电表的示数)分别是(       )

A.0.05A,0.75V,5.25V           B.0.07A,1.05V,4.95V

C.0.16A,2.40V,3.60V           D.0.25A,3.75V,2.25V

 

【答案】

(1)0.4A;6V;0

(2)乙同学做实验时,圆环在G、A之间某处发生断路故障

(3)BD

【解析】本题考查的是对欧姆定律的应用问题,(1)由表中数据可知,电源电压U=U1+U2=2.75V+2.25V=6V,R的阻值

当滑片接A时,圆形电阻被短路,则电路中只有R1接入;则由欧姆定律可得:

电路中电流

此时电压表V1测电源电压,故V1的示数为6V;电压表V2并联在导线两端,故电压表V2的示数为0;

(2)比较两表可知,乙表中的电流值总要比甲表中的电流值稍小一些,则说明同样接入时,乙同学实验中的电阻要大于甲同学实验中的电阻;因电阻并联后总电阻要减小;故说明乙同学做实验时,只能是接入一段导线,故说明乙同学做实验时应该是导线的一部分发生了断路;因从A到G一直有示数,故说明只能是G到A之间的部分的某点发生了断路故障;(3) 由2的分析可知,在G、A之间断路存在,则应考虑X点在断点之前或断点之后两种情况;若X在断点之前,则电流应小于G点时的电流0.08A;但最小不会小于全部接入时的电流,即故A错误;

当电流等于0.07A时,此时电压表V1示数;电压表V2的示数为;故B正确;

若触点在断点之后,则接入电路的为触点与A之间的部分,则此时电流应介于0.17A~0.4A之间;故C不可能;

若电流为0.25A,则电压故D正确;

 

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