题目内容

(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,电阻不计的金属杆OP上接有电流表A,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。

(1)甲、乙两同学分别用游标卡尺和螺旋测微器测量小圆环的厚度,如下图所示,甲、乙同学的读数分别为            mm,             mm。

(2)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。
②根据表1、表2中的实验数据,请通过比较、分析来说明,可能乙同学在实验过程中,         部分的电路发生了断路。
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,5.25VB.0.07A,1.05V,4.95V
C.0.16A,2.40V,3.60VD.0.25A,3.75V,2.25V
(1)3.64;3.878;(2)①0.4A;6V;②GA之间断路;③BD

试题分析:(1)甲同学的读数为:0.3cm+0.02mm×32=3.64mm;乙同学读数:3.5mm+0.01mm×37.8=3.878mm;(2)①当滑片滑动A位置,圆环部分短路,电压表电压表V2的示数为0,电源电动势等于圆环部分未短路时,两电压表示数之和,即E=3.75+2.25V=6V,电阻R1的阻值,则此时电压表V1的示数为6V,电流表的示数.所以“位置A”下的空格分别为0.4A,6V.
②通过甲同学数据分析知,电压表V2的示数先增大后减小,是因为并联部分电阻先增大后减小,乙同学电压表V2的示数逐渐增大,知圆环部分的电阻逐渐增大,知乙同学做实验时,圆环在G、A之间某处发生断路故障.
③由于G、A之间某处发生断路故障,所以在位置X处,圆环的电阻可能比BA部分小,可能比BG部分大,则电流表的示数可能小于0.08A,可能大于0.24A.当电流表示数小于0.08A时,U1<1.20V,U2>4.80V,当电流大于0.24A时,U1>3.6V,U2<2.4V.又电压表U1的示数与电流表的示数比值等于R1的阻值,为15Ω.故B、D正确,A、C错误.故选BD.
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