Question

1．如图甲所示电路，电源电压保持不变，R₁是定值电阻，R₂是滑动变阻器．闭合开关，将滑动变阻器滑片在某两点之间滑动的过程中，电流表示数I和电压表示数U的关系如图乙实线部分所示，请读图回答问题：

（1）定值电阻R₁的阻值是5欧；
（2）实验过程中，电流表示数和电压表示数突然变为如图乙中的M点，则电路中的故障可能是滑动变阻器R₂开路．

Answer 1

分析 电路图可知，定值电阻R₁与滑动变阻器R₂串联，电压表测R₂两端的电压，电流表测电路中的电流．
（1）当R₂接入电路中的电阻最大时，根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压；当R₂接入电路中的电阻为零时，电路中的电流最大，根据图象读出电路中的电流，根据欧姆定律表示出电源的电压，根据电源的电压不变得出等式即可求出R₁的阻值；
（2）电流表示数和电压表示数突然变为如图乙中的M点，根据M点的坐标可知时电流为零，电压表示数为最大时的状态，据此即可判断；

解答 解：
由电路图可知，定值电阻R₁与滑动变阻器R₂串联，电压表测R₂两端的电压，电流表测电路中的电流．
（1）当R₂接入电路中的电阻最大时，电流最小，由图象可知I_小=0.4A，U₂=4V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源的电压：
U=I_小R₁+U₂=0.4A×R₁+4V-------①
当R₂接入电路中的电阻为零时，电路为R₁的简单电路，此时电路中的电流最大，
由图象可知，电路中的最大电流I_大=1.2A，
则电源的电压：
U=I_大R₁=1.2A×R₁---------②
因电源的电压不变，
所以，1.2A×R₁=0.4A×R₁+4V，
解得：R₁=5Ω；
（2）电流表示数和电压表示数突然变为如图乙中的M点，根据M点的坐标可知时电流为零，电压表示数为最大，说明电压表测量电源电压，则与电压表并联的部分出现开路，即电路中的故障可能是滑动变阻器R₂开路．
故答案为：（1）5；（2）滑动变阻器R₂开路．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，根据图象读出有用的信息并利用好电源的电压是关键．