Question

某同學按下圖電路進行實驗，實驗時該同學將變阻器滑片P移到某位置時，測得各電表的示數如下表所示：

A示數（A）	V1示數（V）	V2示數（V）
0.2	3	2

（1）請按電路圖完成實驗實物連線．
（2）根據表中數據可以求得的物理量是：（要求：有計算步驟，不少于三個）
（3）由于電路發生故障，發現兩電壓表示數相同（但不為零），若這種情況的發生是由用電器引起的，則故障可能的原因是：

接到A點的導線錯接到C點上

．

Answer 1

分析：（1）根據電路圖可知：定值電阻R與滑動變阻器R_r串聯在電路中，注意滑動變阻器要采取“一上一下”的原則，根據電壓表和電流表正確使用規則連接．
（2）根據電路圖可知：電壓表V₁測量電源電壓，電壓表V₂測量電阻R兩端的電壓，電流表測量串聯電路的電流；據此根據歐姆定律和串聯電路的特點可求關于電阻各個的物理量．
（3）電壓表是測電阻R兩端電壓的，若是發生故障，兩個電壓表都有示數，且相同，則是應該滑動變阻器的地方發生短路現象．

解答：解：（1）電壓表V₁與電源并聯，電壓表V₂與電阻R并聯，電流表串聯在電路中；滑動變阻器采取“一上一下”的原則連接，如圖：
（2）∵電壓表V₁測量電源電壓，電壓表V₂測量定值電阻R兩端的電壓，電流表測量串聯電路的電流，
∴電源電壓U=3V，定值電阻兩端的電壓U₂=2V，I=0.2A；
則根據歐姆定律得：
定值電阻阻值R=

U2

I

=

2V

0.2A

=10Ω，
定值電阻功率P_R=IU₂=0.2A×2V=0.4W，
電路中總功率P_總=IU=0.2A×3V=0.6W，
電路中總電阻R_總=

U

I

=

3V

0.2A

=15Ω，
滑動變阻器消耗的功率P=I（U-U₂）=0.2A×（3V-2V）=0.2W；
（3）V₁測量電源電壓，V₂測量電阻R的電壓，若發生故障，V₂的讀數應小于V₁的讀數，但相同，說明是滑動變阻器沒有連入電路，即可能是接到A點的導線錯接到C點上．
答：（1）如圖，
（2）定值電阻阻值R=

U2

I

=

2V

0.2A

=10Ω，
定值電阻功率P_R=IU₂=0.2A×2V=0.4W，
電路中總功率P_總=IU=0.2A×3V=0.6W，
（3）接到A點的導線錯接到C點上．

點評：本題考查了電流表、電壓表和滑動變阻器的連接，重點考查利用電功率公式、歐姆定律公式和串聯電路的特點對實驗數據的分析．