Question

9．如圖為小明探究導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓關(guān)系和串聯(lián)電路電壓關(guān)系的組合電路圖．
（1）小明在閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)電流表、電壓表V、電壓表V₁都有示數(shù)，但但電壓表V₂無示數(shù)，電路故障為R₂短路．（選填：“R₂開路”或“R₂短路”）
（2）小明排除故障后，按實(shí)驗(yàn)操作規(guī)程操作并記錄下了各電壓表和電流表示數(shù)，具體數(shù)據(jù)見下表：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5
電壓表1	1.5V	2V	2.2V	2.4V	2.7V
電壓表2	3V	2.5V	2.3V	2.1V	1.8V
電壓表V	4.5V	4.5V	4.5V	4.5V	4.5V
電流表A	0.15A	0.2A	0.22A	0.24A	0.27A

由表中數(shù)據(jù)可知R₁=10Ω．分析電壓表1與電流表的示數(shù)可得到的結(jié)論是在電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流和導(dǎo)體兩端的電壓成正比．分析電壓表1、電壓表2、電壓表V的示數(shù)可得到的結(jié)論是串聯(lián)電路的總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和；．
（3）當(dāng)電壓表1示數(shù)為2V時(shí)，電路的總功率是0.9W．

Answer 1

分析 （1）電路故障一般為短路或短路，電流表有示數(shù)說明電路時(shí)接通的，電壓表沒有示數(shù)說明和電壓表并聯(lián)部分短路或開路，綜合分析進(jìn)行判斷；
（2）根據(jù)歐姆定律的變形公式R=$\frac{U}{I}$計(jì)算出定值電阻的阻值；運(yùn)用控制變量法分析，電阻一定時(shí)，電流和電壓的關(guān)系；根據(jù)電壓表的測量范圍和測量值之間的關(guān)系，得出結(jié)論；
（3）電路的總電壓已知，根據(jù)P=UI計(jì)算出電路中的總功率．

解答 解：（1）圖中電壓表V₁有示數(shù)，說明電壓表V₁的正負(fù)接線柱與電源正負(fù)極之間連接是連通的；電流表有示數(shù)說明電路時(shí)接通的，電壓表V₂沒有示數(shù)，說明與電壓表并聯(lián)的部分短路，即R₂短路；
（2）根據(jù)第一組數(shù)據(jù)，由歐姆定律I=$\frac{U}{R}$得，定值電阻的阻值R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1.5V}{0.15A}$=10Ω；
分析電壓表1與電流表的示數(shù)可得出結(jié)論，在電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流和導(dǎo)體兩端的電壓成正比；
電路圖中定值電阻和滑動變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表V測量電源電壓，電壓表V₁測量定值電阻兩端的電壓，電壓表V₂測量滑動變阻器兩端的電壓，由表中數(shù)據(jù)可知，電壓表V的示數(shù)等于電壓表V₁和電壓表V₂的示數(shù)之和，故可以得出結(jié)論：串聯(lián)電路的總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和；
（3）電路中的總功率P=UI=4.5V×0.2A=0.9W．
故答案為：
（1）R₂短路；
（2）10；在電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流和導(dǎo)體兩端的電壓成正比；串聯(lián)電路的總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和；
（3）0.9．

點(diǎn)評 本題考查了電路故障的分析、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納結(jié)論、計(jì)算電功率等知識，綜合性強(qiáng)；需要知道電壓表判斷電路故障時(shí)，當(dāng)電壓表并聯(lián)在某處時(shí)若有示數(shù)，說明此處開路或它處短路；若無示數(shù)，說明此處短路或它處開路；電流表判斷電路故障時(shí)，當(dāng)電流表串聯(lián)在電路中，若無示數(shù)，說明有開路的地方．