Question

某物理小組的同學按如下電路圖進行實驗，已知電源電壓保持不變，R₁為定值電阻，滑動電阻器
R₂標有“45Ω，1A”字樣，實驗時甲同學把滑片移動到三個不同的位置，測的實驗數據如表一：乙同學通過繼續移動滑片，使R₁的功率達到最小：丙同學利用這一電路進行實驗時出現故障，為了探究原因她小心的將滑片移動，并將實驗數據記錄在表格二中．
（以上實驗中各表均正常）
表一：

實驗次數	電流表A1/A	電流表A2/A	電壓表V1/V	電壓表V2/V	電壓表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

表二：

實驗次數	電流表A1/A	電流表A2/A	電壓表V1/V	電壓表V2/V	電壓表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

根據上述數據，回答下列問題：
（1）對表一中兩只電流表的數據進行分析，可歸納的結論為：

在串聯電路中各處電流都相等

（2）對表一中三只電壓表的數據進行分析，可歸納的結論為：

在串聯電路中總電壓等于各部分電路兩端電壓之和

（3）對表一中電壓表 V₁和電流表A₂的數據進行分析，可歸納的結論為：

當電阻一定時，導體中的電流與導體兩端電壓成正比

（4）乙同學通過移動滑片，使R₁的功率最小．則R₁的最小功率為

0.6

W．
（5）通過對表二的實驗數據分析，丙同學實驗時的電路故障為：

R₁短路

．

Answer 1

分析：由圖可知電路中兩電阻為串聯，電壓表V₁并聯在R₁兩端，電壓表V₂并聯在R₂兩端，電壓表V并聯在電源兩端，電流表A₁、A₂串聯在電路中；
（1～3）分析表中數據可得出串聯電路中的相應結論；
（4）根據表1中的數據得出電阻R₁的阻值，當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，R₁的功率最小，根據電阻的串聯和歐姆定律求出電路中的電流，再根據P=I²R求出其大小；
（5）由表二可知，兩電流表的示數相等，電壓表V₁的示數為0，電壓表V₂和電壓表V的示數相等說明兩者都測電源的電壓，即電阻R₁短路．

解答：解：由圖可知電路中兩電阻為串聯，電壓表V₁測R₁兩端的電壓，電壓表V₂測R₂兩端的電壓，電壓表V測電源兩端的電壓，電流表A₁、A₂測電路中的電流．
（1）對表一中兩只電流表的數據進行分析可知，兩電流表的示數始終相等，即在串聯電路中，串聯電路中各處電流都相等；
（2）對表一中三只電壓表的數據進行分析可知，V₁的示數與V₂的示數之和始終等于V的示數，則可得：在串聯電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和；
（3）對表一中電壓表V₁和電流表A₂的數據進行分析可知，V₁與A₂的示數之比都為15：1，則說明導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比；
（4）由表一可知，當U₁=6V時，電路中的電流I=0.4A，根據歐姆定律可得：
R₁=

U1

I

=

6V

0.4A

=15Ω，
當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，R₁的功率最小，則
電路中的電流I_min=

U

R1+R2

=

12V

15Ω+45Ω

=0.2A，
P_min=I²R₁=（0.2A）²×15Ω=0.6W；
（5）由表二可知，兩電流表的示數相等，電壓表V₁的示數為0，電壓表V₂和電壓表V的示數相等都測電源的電壓，則電路故障為R₁短路．
故答案為：
（1）在串聯電路中各處電流都相等；
（2）在串聯電路中總電壓等于各部分電路兩端電壓之和；
（3）當電阻一定時，導體中的電流與導體兩端電壓成正比；
（4）0.6；
（5）R₁短路．

點評：本題重點在于分析電路圖及表格中數據，應從各組數據中找出共同點，從而得出相應的結論和判斷電路故障．