Question

如圖所示的電路中，直徑為D的圓環是用粗細均勻的電阻絲制成的，其阻值為R，圖中A，B，…，H為圓環的等分點，A點固定，P為滑片，且滑片P能沿圓環滑動，并保持良好的接觸，電源電動勢為E，內阻不計．當閉合電鍵S后，滑片P沿圓環順時針滑動時，圖中各表的示數會發生變化．甲、乙兩同學按此電路圖，分別做實驗，并記下當滑片P在某些位置時各電表的示數．
                         表一甲同學測得實驗數據

滑片P的位置	位置B	位置C	位置D	位置E	位置F	位置x	位置A
電流表A的示數（A）	0.25	0.20	0.18	0.17	0.18	0.19
電壓表V1的示數（V）	3.75	3.00	2.70	2.55	2.70	2.85
電壓表V2的示數（V）	2.25	3.00	3.30	3.45	3.30	3.15

表二乙同學測得實驗數據

滑片P的位置	位置B	位置C	位置D	位置E	位置F	位置G	位置x
電流表A的示數（A ）	0.24	0.17	0.13	0.11	0.09	0.08
電壓表V1的示數（V）	3.60	2.55	1.95	1.65	1.35	1.20
電壓表V2的示數（V）	2.40	3.45	4.05	4.35	4.65	4.80

根據上述實驗數據，回答下列問題：
（1）根據表1中的實驗數據，請通過計算，分析完成表1中“位置A”下的空格．

 

（2）根據表1、表2中的實驗數據，請通過比較、分析來說明甲、乙兩同學測得的實驗數據不同的原因：

 

．
（3）根據（2）中的分析，請思考：當滑片P滑到G、A之間位置X時，則表2中“位置X”下的空格可能的數據（即各電表的示數）分別是

 

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．

Answer 1

分析：（1）理清電路，通過歐姆定律求出兩電壓表示數和電流表示數之和．
（2）甲同學數據，電壓表V₂的示數先增大后減小，是因為并聯部分電阻先增大后減小，乙同學電壓表V₂的示數逐漸增大，知圓環部分的電阻逐漸增大，根據此規律判斷故障．
（3）抓住GA間的斷路故障，判斷出電壓表、電流表的示數范圍，通過電壓表的示數與電流表的示數比值等于R₁的阻值進行判斷．

解答：解：（1）當滑片滑動A位置，圓環部分短路，電壓表電壓表V₂的示數為0，電源電動勢等于圓環部分未短路時，兩電壓表示數之和，即E=3.75+2.25V=6V，電阻R₁的阻值R1=

3.75

0.25

Ω=15Ω，則此時電壓表V₁的示數為6V，電流表的示數I=

6

15

A=0.4A．所以“位置A”下的空格分別為0.4A，6V，0．
（2）通過甲同學數據分析知，電壓表V₂的示數先增大后減小，是因為并聯部分電阻先增大后減小，乙同學電壓表V₂的示數逐漸增大，知圓環部分的電阻逐漸增大，知乙同學做實驗時，圓環在G、A之間某處發生斷路故障．
（3）由于G、A之間某處發生斷路故障，所以在位置X處，圓環的電阻可能比BA部分小，可能比BG部分大，則電流表的示數可能小于0.08A，可能大于0.24A．當電流表示數小于0.08A時，U₁＜1.20V，U₂＞4.80V，當電流大于0.24A時，U₁＞3.6V，U₂＜2.4V．又電壓表U₁的示數與電流表的示數比值等于R₁的阻值，為15Ω．故B、D正確，A、C錯誤．
故選BD．
故答案為：（1）0.4A，6V，0 （2）乙同學做實驗時，圓環在G、A之間某處發生斷路故障 （3）BD

點評：解決本題的關鍵理清電路，通過歐姆定律進行解決．以及掌握故障分析的方法．