Question

4．如图1所示，电源电压保持不变．当闭合开关S，将滑动变阻器的滑片从b端移到a端，两个电阻的“U-I”关系图线如图2所示，当两条线相交时，电路的总电阻为20Ω，图线乙如果经过点（0，6），若故障发生在电阻R₁或R₂上，则故障是R₂断路．

Answer 1

分析 根据电路图可知，两电阻串联，电压表V₁测量R₁两端电压，电压表V₂测量R₂两端电压；
（1）从“U-I”图象上读出当两条线相交时，电路中的电流以及两电压表的示数，然后根据串联电路电压的规律以及欧姆定律的应用求出电路的总电阻；
（2）从图象上可知看出，乙为滑动变阻器的关系图象，因为最后电压变为0，此时滑动变阻器的电阻为0；甲为电阻R₁的图象；根据图线乙经过点（0，6）判断电压表和电流表的示数，从而确定电路故障．

解答 解：（1）根据图象可知，当两条线相交时，电路中的电流为0.3A；V₁的示数等于V₂的示数，都为3V；
因为串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以电源电压：U=3V+3V=6V；
由I=$\frac{U}{R}$可知，电路中的总电阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.3A}$=20Ω；
（2）从图象上可知看出，乙为滑动变阻器的关系图象，因为最后电压变为0，此时滑动变阻器的电阻为0；甲为电阻R₁的图象；
图线乙如果经过点（0，6），说明电路中的电流为零，因此电路故障为断路；
电压表V₂的示数为6V，说明电压表V₂的正负接线柱与电源两极相连，因此电路故障为R₂断路．
故答案为：20；R₂断路．

点评 本题考查串联电路电流和电压的规律以及滑动变阻器的使用，关键是欧姆定律的应用，要明白电路各个用电器的连接情况，还要会看“U-I”关系图象．