题目内容

12．三位同学用如图电路进行实验，已知电源电压保持不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2标有“45Ω 1A”．
（1）连接电路时，开关应处于断开状态．
（2）闭合开关前．应该将R2的阻值调到最右（填“左”或“右”）端．
（3）实验时甲同学把滑片P移到三个不同的位置，测得数据如表一；乙同学利用表中的数据，测出了R1的阻值；丙同学也利用这一电路进行实验，出现了故障，为了探究原因．他小心地移动滑片，并将实验数据记录在表二中．（各电表均正常）
表一：
实验次数电流表A1/A电流表A2/A电压表V1/V电压表V2/V电压表V/V
10.40.46612
20.50.57.54.512
30.60.69312
表二：
实验次数电流表A1/A电流表A2/A电压表V1/V电压表V2/V电压表V/V
10.40.401212
20.480.4801212
30.60.601212
根据上述数据，回答下列问题：
①对表一中，第2次实验时，滑动变阻器连入电路的阻值为9Ω；
②对表一中A1、A2的数据进行分析，可归纳的结论是：串联电路中各处的电流相等；
③对表一中电压表V1、V2和V的数据进行分析，可得出的结论为：串联电路中总电压等于各分电压之和；
④对表一中电压表V1、A2的数据进行分析，可得出的结论为是：在电阻一定时，电流与电压成正比；
⑤根据表中的数据，乙同学求出R1的阻值是15Ω；
⑥通过对表二的实验数据分析，丙同学实验时的电路故障为：R1短路；
⑦细心的甲同学通过对表一中数据应一步分析发现，随着随着滑动变阻器连入电路中的阻值的变化，如果滑动变阻器两端的电压变大，则通过滑动变阻器的电流变小（填“变大”“变小”或“不变”）．

分析 （1）为防止电路中连接时造成短路，电流过大，烧坏电路元件，开关应断开；
（2）为防止电路中的电阻过小，电流过大，烧坏电路元件，闭合开关前，滑动变阻器处于最大阻值处；
（3）由电路图可知，R1与R2串联，电流表A1、A2均测电路中的电流，电压表V测电源的电压，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压．
①第2次实验时，根据欧姆定律求出滑动变阻器连入电路的阻值；
②分析表一中两电流表的示数关系得出串联电路的电流特点；
③分析表一中电压表V1、V2和V的示数关系得出串联电路的电压特点；
④分析表一中电压表V1、A2的数据关系得出电流与电压的关系；
⑤R1为定值电阻，从表一中读出任意一组V1、A1的示数，根据欧姆定律求出R1的阻值；
⑥由表二数据可知，电压表V1的示数始终为零且电压表V2与V的示数相等，说明电压表V1并联部分短路；
⑦分析表一中数据得出滑动变阻器两端的电压变大时通过的电流变化．

解答 解：（1）为保护电路，连接电路时开关应处于断开状态；
（2）为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器R2的阻值调到最大阻值处的右端；
（3）由电路图可知，R1与R2串联，电流表A1、A2均测电路中的电流，电压表V测电源的电压，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压．
①第2次实验时，由I=$\frac{U}{R}$可得，滑动变阻器连入电路的阻值R2=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{4.5V}{0.5A}$=9Ω；
②由表一数据可知，电流表A1、A2的示数相等，故可得结论：串联电路中各处的电流相等；
③由表一数据可知，电压表V1和V2的示数之和等于电压表V的示数，故可得结论：串联电路中总电压等于各分电压之和；
④由表一数据可知，电压表V1的变化倍数和电流表A2的变化倍数相等，故可得结论：电阻一定时，电流与电压成正比；
⑤由表一数据可知，当电压表V1的示数U1=6V时，A1的示数为0.4A，R1的阻值R1=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{6V}{0.4A}$=15Ω；
⑥由表二数据可知，电压表V1的示数始终为零且电压表V2与V的示数相等，说明电压表V1并联部分R1短路；
⑦由表一数据可知，滑动变阻器两端的电压表V2示数变大时，两电流表的示数变小，即通过滑动变阻器的电流变小．
故答案为：
（1）断开；
（2）右；
（3）①9；
②串联电路中各处的电流相等；
③串联电路中总电压等于各分电压之和；
④电流与电压成正比；
⑤15；
⑥R1短路；
⑦变小．

点评 本题考查了探究电流与电压的关系和串联电路电流特点、电压特点的实验，涉及到实验的注意事项、欧姆定律、控制变量法的应用等，分析好实验数据得出有用的信息是关键．

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