某物理小组的同学按如下电路图进行实验,已知电源电压保持不变,R1为定值电阻,滑动电阻器
R2标有“45Ω,1A”字样,实验时甲同学把滑片移动到三个不同的位置,测的实验数据如表一:乙同学通过继续移动滑片,使R1的功率达到最小:丙同学利用这一电路进行实验时出现故障,为了探究原因她小心的将滑片移动,并将实验数据记录在表格二中.
(以上实验中各表均正常)
表一:
| 实验次数 | 电流表A1/A | 电流表A2/A | 电压表V1/V | 电压表V2/V | 电压表V/V |
| 1 | 0.4 | 0.4 | 6 | 6 | 12 |
| 2 | 0.5 | 0.5 | 7.5 | 4.5 | 12 |
| 3 | 0.6 | 0.6 | 9 | 3 | 12 |
| 实验次数 | 电流表A1/A | 电流表A2/A | 电压表V1/V | 电压表V2/V | 电压表V/V |
| 1 | 0.4 | 0.4 | 0 | 12 | 12 |
| 2 | 0.48 | 0.48 | 0 | 12 | 12 |
| 3 | 0.6 | 0.6 | 0 | 12 | 12 |
(1)对表一中两只电流表的数据进行分析,可归纳的结论为:________
(2)对表一中三只电压表的数据进行分析,可归纳的结论为:________
(3)对表一中电压表 V1和电流表A2的数据进行分析,可归纳的结论为:________
(4)乙同学通过移动滑片,使R1的功率最小.则R1的最小功率为________W.
(5)通过对表二的实验数据分析,丙同学实验时的电路故障为:________.
试题答案
解:由图可知电路中两电阻为串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电压表V测电源两端的电压,电流表A1、A2测电路中的电流.
(1)对表一中两只电流表的数据进行分析可知,两电流表的示数始终相等,即在串联电路中,串联电路中各处电流都相等;
(2)对表一中三只电压表的数据进行分析可知,V1的示数与V2的示数之和始终等于V的示数,则可得:在串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和;
(3)对表一中电压表V1和电流表A2的数据进行分析可知,V1与A2的示数之比都为15:1,则说明导体中的电流跟导体两端的电压成正比;
(4)由表一可知,当U1=6V时,电路中的电流I=0.4A,根据欧姆定律可得:
R1===15Ω,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,R1的功率最小,则
电路中的电流Imin===0.2A,
Pmin=I2R1=(0.2A)2×15Ω=0.6W;
(5)由表二可知,两电流表的示数相等,电压表V1的示数为0,电压表V2和电压表V的示数相等都测电源的电压,则电路故障为R1短路.
故答案为:
(1)在串联电路中各处电流都相等;
(2)在串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和;
(3)当电阻一定时,导体中的电流与导体两端电压成正比;
(4)0.6;
(5)R1短路.
试题解析
由图可知电路中两电阻为串联,电压表V1并联在R1两端,电压表V2并联在R2两端,电压表V并联在电源两端,电流表A1、A2串联在电路中;
(1~3)分析表中数据可得出串联电路中的相应结论;
(4)根据表1中的数据得出电阻R1的阻值,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,R1的功率最小,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,再根据P=I2R求出其大小;
(5)由表二可知,两电流表的示数相等,电压表V1的示数为0,电压表V2和电压表V的示数相等说明两者都测电源的电压,即电阻R1短路.
点评:本题重点在于分析电路图及表格中数据,应从各组数据中找出共同点,从而得出相应的结论和判断电路故障.
