Question

6．小明同學探究“通過導體的電流與電壓的關系”時，電路圖與實物圖如圖1和如圖2所示．已知電源電壓和電阻R1的阻值均恒定，電流表A的量程為0～0.6安，電壓表V₁的量程為0～3伏，電壓表V₂的量程為0～15伏，滑動變阻器R₂上標有“50Ω  1A”的字樣．
（1）小明按電路圖將實物連接起來，閉合開關前滑動變阻器的滑片應放在右端（填“左”或“右”）．閉合開關，發(fā)現(xiàn)電流表A與電壓表V₂的示數(shù)為零，電壓表V₁的示數(shù)不為零，若是電路中的電阻R₁或滑動變阻器R₂發(fā)生故障．則故障是R₁斷路．
（2）排除故障后，繼續(xù)進行實驗，記錄電流表A與電壓表V₁的示數(shù)，得到一組實驗數(shù)據(jù)，如下表所示．

實驗序號	1	2	3	4	5
電壓表V1示數(shù)（V）	1.6	1.8	2.0	2.2	2.4
電流表A示數(shù)（A）	0.16	0.18	0.20	0.22	0.24

分析表中實驗數(shù)據(jù)可得結論：在電阻一定時，電流與電壓成正比．
（3）實驗中，記錄電流表A與電壓表V₂的示數(shù)，得到一組實驗數(shù)據(jù)，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出U-I圖線（實線部分），如圖3所示．則該實驗中，電源電壓為6伏．

Answer 1

分析 （1）在閉合開關前，應將滑片移至最大阻值處；電流表示數(shù)為零，則電路中有斷路處，若電壓表示數(shù)不為零，則電壓表兩側到電源的電路應完好，與此電壓表并聯(lián)的電路斷路；
（2）分析表格中數(shù)據(jù)得出電流和電壓的關系，電阻不變，電流與電壓成正比；
（3）根據(jù)圖示圖示求出電源電壓．

解答 解：（1）為保護電路安全，保護開關前滑片要置于阻值最大處，由圖示電路圖可知，閉合開關前，滑片要移到右端；
閉合開關，電流表A為零，說明電路中存在斷路，R₁或R₂斷路，電壓表V₂與滑動變阻器并聯(lián)，其示數(shù)為零，說明R₂短路或R₁斷路，電壓表V₁與R₁并聯(lián)，V₁示數(shù)不為零，說明電壓表V₁與電源兩極相連，V₁并聯(lián)電路之外電路不存在斷路，則與電壓表V₁并聯(lián)的R₁斷路．
（2）由表中實驗數(shù)據(jù)可知，在電阻一定時，電流與電壓的比值是定值，即電流與電壓成正比，由此可得：當電阻一定時，通過導體的電流與電壓成正比；
（3）由圖象知，當電路中電流為零時，滑動變阻器兩端的電壓等于6V，此時電阻R₁兩端的電壓為0，所以電源電壓等于滑動變阻器兩端的電壓等于6V；
故答案為：（1）右；R₁斷路；（2）在電阻一定時，電流與電壓成正比；（3）6．

點評 本題考查了實驗注意事項、電路故障分析、實驗數(shù)據(jù)處理等問題；由電壓表和電流表示數(shù)判斷電路故障，解題思路是：①電壓表無示數(shù)說明電壓表所測量電路中，包含電源的部分電路斷路或不包含電源部分短路，再由電路中有無電流來判斷是斷路還是短路．有電流，則電路為短路；無電流，則電路為斷路．
②電壓表有示數(shù)說明電壓表所測量電路中，包含電源的部分電路短路或不包含電源部分斷路，再由電路中有無電流來判斷是斷路還是短路．有電流，則電路為短路；無電流，則電路為斷路．