题目内容
如图所示电路中，电源电压为6伏且保持不变，滑动变阻器R1标有“50Ω 2A”字样，闭合电键S后，无论如何移动滑动变阻器滑片P，电流表A1始终无示数，而电流表A2的示数始终为0.4安，初步判断故障发生在电阻上．求：（1）你认为该电路存在的故障是：
滑动变阻器R1断路
滑动变阻器R1断路
，用相同的规格的电阻替换故障电阻，于是将故障排除．（2）电阻R2的阻值．
（3）在可以改变电表量程的情况下，移动滑动变阻器R1的滑片P时，是否存在这样的一种情况，使两个电流表指针偏离零刻度的角度恰好相同？如果存在，请求出此时R1消耗的功率P1；如果不存在，请说明理由．
分析：（1）常见的电路故障有：断路与短路，根据电路故障现象分析故障原因．
（2）已知电源电压与通过电阻的电流，由欧姆定律可以求出电阻的阻值．
（3）由电路图可知，电流表A1测通过支路R1的电流，电流表A2测干路电流，
电流表A2示数应大于A1示数，要使两电流表指针偏转角度相同，电流表A1应选择小量程，
电流表A2应选择大量程，同一刻度线电流表大量程示数是小量程示数的5倍，根据并联电路特点分析答题．
（2）已知电源电压与通过电阻的电流，由欧姆定律可以求出电阻的阻值．
（3）由电路图可知，电流表A1测通过支路R1的电流，电流表A2测干路电流，
电流表A2示数应大于A1示数，要使两电流表指针偏转角度相同，电流表A1应选择小量程，
电流表A2应选择大量程，同一刻度线电流表大量程示数是小量程示数的5倍，根据并联电路特点分析答题．
解答：解：（1）因为电路故障发生在电阻上，电阻可能断路或短路，无论如何移动滑动变阻器滑片P，电流表A1始终无示数，说明电流表A1所在支路没有电流，而电流表A2的示数始终为0.4A，则电路故障是变阻器R1断路．
（2）由题意知，变阻器R1断路，则电流表A2的示数是通过电阻R2的电流，
∵I=
，
∴电阻R2的阻值：
R2=
=
=15Ω．
（3）要使两电流表指针偏离零刻度的角度相同，
A1应选0～0.6A量程，A2应选0～3A量程；
设A1的读数为I1′=0.02nA，
则A2的读数为I′=5×I1′=5×0.02nA=0.1nA；
此时，I2′=I′-I1′=0.1nA-0.02nA=0.08nA，
电源电压U=I2′R2=0.08nA×15Ω=1.2nV=6V，
则n=
=5，
I1′=0.02nA=0.02A×5=0.1A，
∵I=
，
∴滑动变阻器R1的阻值R1=
=
=60Ω，
因为R1的最大电阻为50欧，所以不存在两个电流表指针偏转角度相同的情况．
答：（1）该电路存在的故障是：滑动变阻器R1断路．
（2）电阻R2的阻值15Ω．
（3）不存在两个电流表指针偏转角度相同的情况．
（2）由题意知，变阻器R1断路，则电流表A2的示数是通过电阻R2的电流，
∵I=
| U |
| R |
∴电阻R2的阻值：
R2=
| U |
| I2 |
| 6V |
| 0.4A |
（3）要使两电流表指针偏离零刻度的角度相同，
A1应选0～0.6A量程，A2应选0～3A量程；
设A1的读数为I1′=0.02nA，
则A2的读数为I′=5×I1′=5×0.02nA=0.1nA；
此时，I2′=I′-I1′=0.1nA-0.02nA=0.08nA，
电源电压U=I2′R2=0.08nA×15Ω=1.2nV=6V，
则n=
| 6V |
| 1.2V |
I1′=0.02nA=0.02A×5=0.1A，
∵I=
| U |
| R |
∴滑动变阻器R1的阻值R1=
| U |
| I1′ |
| 6V |
| 0.1A |
因为R1的最大电阻为50欧，所以不存在两个电流表指针偏转角度相同的情况．
答：（1）该电路存在的故障是：滑动变阻器R1断路．
（2）电阻R2的阻值15Ω．
（3）不存在两个电流表指针偏转角度相同的情况．
点评：本题考查了电路故障分析、求电阻阻值、判断两电流表指针偏角是否可以相等，本题的第（3）问是本题的难点，知道电流表两量程间的关系、熟练应用并联电路特点、欧姆定律是正确解（3）的关键．
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