Question

甲、乙兩同學(xué)選用的實(shí)驗(yàn)器材均完好，但部分器材的規(guī)格不同．他們按圖所示的電原理圖連接電路，分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．在圖所示的電路中．電源電壓恒定，所有電表均為理想電表，R₁為滑動(dòng)變阻器．R₂為定值電阻，燈L的電阻不隨溫度而改變．在實(shí)驗(yàn)時(shí)，甲、乙兩同學(xué)通過改變滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片P的位置，使電表示數(shù)發(fā)生變化，并記錄在表格中．甲、乙兩同學(xué)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1、表2所示：

表1：甲同學(xué)測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	A1表示數(shù) （安）	A2表示數(shù) （安）	V1表示數(shù) （伏）	V2表示數(shù) （伏）
1	O．14	0.85	2.1	3.5
2	O．24	O．72	2.4	4.8
3	O．34	0.69	1.7	5.1
4	O．48	O．72	O

表2；乙同學(xué)測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	A1表示數(shù) （安）	A2表示數(shù) （安）	V1表示數(shù) （伏）	V2表示數(shù) （伏）
5	O．11	O．83	1.65	3.7
6	O．17	O．69	1.70	5.1
7	0.23	O．62	1.15	5.8
8	0.30	0.60	O	6.0

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．回答下列問題．
（1）根據(jù)表1中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．請(qǐng)通過比較、分析說明甲同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)．滑片P的移動(dòng)方向（用a-b或b-a表示）
（2）根據(jù)表1中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請(qǐng)通過分析、歸納完成表1中“V₂表示數(shù)”下的空格．
（3）根據(jù)表1、表2中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請(qǐng)通過比較、分析來說明甲、乙兩同學(xué)測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)變化規(guī)律不同的主要原因．
（4）丙同學(xué)為分析甲同學(xué)與乙同學(xué)所記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不同原因．他，用與甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)相同的器件，按圖所示電路重新連接電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．測(cè)得各電表的示數(shù)如表3所示．當(dāng)他把表3中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與表1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較時(shí)．發(fā)現(xiàn)表1和表3中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)完全不同．請(qǐng)你根據(jù)表1和表3中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．分析說明丙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不同的原因．
表3、丙同學(xué)測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	A1表示數(shù) （安）	A2表示數(shù) （安）	V1表示數(shù) （伏）	V2表示數(shù) （伏）
9	0.34	0.34	5.1	8.5
10	0.40	O．40	4．O	8.0
ll	0.48	0.48	2.4	7.2
12	0.60	0.60	O	6.0

Answer 1

分析：由電路圖可知，R₂與滑動(dòng)變阻器的左邊串聯(lián)后再與右邊并聯(lián)，最后和燈泡L串聯(lián)；V₁測(cè)滑動(dòng)變阻器左邊電壓，V₂測(cè)右邊電壓，A₁測(cè)R₂支路的電流，A₂測(cè)干路電流．
（1）由表格中V₁的示數(shù)變化判斷滑片P移動(dòng)的方向．
（2）根據(jù)表格中的任意一阻數(shù)據(jù)利用并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R₂兩端的電壓，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出通過R₂的電流，利用歐姆定律求出R₂的阻值；當(dāng)滑片位于a點(diǎn)時(shí)，R₁、R₂并聯(lián)兩端的電壓相等，根據(jù)歐姆定律和并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電壓表V₂的示數(shù)．
（3）當(dāng)滑片位于a點(diǎn)時(shí)，R₁、R₂并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)結(jié)合表一第四組數(shù)據(jù)和表二中第八組數(shù)據(jù)通過兩電阻的電流，再根據(jù)歐姆定律可知兩電阻之間的關(guān)系，進(jìn)一步可知甲、乙兩同學(xué)測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)變化規(guī)律不同的主要原因．
（4）分析表3中數(shù)據(jù)可知，兩電流表的示數(shù)相同，說明電路中沒有通過滑動(dòng)變阻器b端的電流，據(jù)此說明丙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不同的原因．

解答：解：（1）由表格中V₁的示數(shù)可知，滑動(dòng)變阻器左邊分得的電壓逐漸減小，最終為0，所以滑片P是由b向a移動(dòng)．

（2）根據(jù)第二組數(shù)據(jù)，通過R₂的電流I₂=I_A1=0.24A，
R₂兩端的電壓U₂=U_V2-U_V1=4.8V-2.4V=2.4V，
所以R₂=

U2

I2

=

2.4V

0.24A

=10Ω；
當(dāng)滑片位于a點(diǎn)時(shí)，R₁、R₂并聯(lián)，
此時(shí)通過R₂的電流I₂′=I_A1′=0.48A，
電壓表的示數(shù)U_V2′=U_V1′=I₂′R₂=0.48A×10Ω=4.8V．表格如下所示：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	A1表示數(shù) （安）	A2表示數(shù) （安）	V1表示數(shù) （伏）	V2表示數(shù) （伏）
1	O．14	0.85	2.1	3.5
2	O．24	O．72	2.4	4.8
3	O．34	0.69	1.7	5.1
4	O．48	O．72	O	4.8

（3）當(dāng)滑片位于a點(diǎn)時(shí)，R₁、R₂并聯(lián)，
由表一第四組數(shù)據(jù)可知：通過R₂的電流為0.48A，通過R₁的電流為A₂-A₁=0.72A-0.48A=0.24A，
∵兩電阻兩端的電壓相等，
∴根據(jù)R=

U

I

可知，R₁＞R₂；
由表二第八組數(shù)據(jù)可知：通過R₂的電流為0.3A，通過R₁的電流為A₂-A₁=0.6A-0.3A=0.3A，
∵兩電阻兩端的電壓相等，
∴根據(jù)R=

U

I

可知，R₁≤R₂；
所以甲、乙兩同學(xué)測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)變化規(guī)律不同．
（4）分析表3中數(shù)據(jù)可知，兩電流表的示數(shù)相同，說明電路中沒有通過滑動(dòng)變阻器b端的電流，否則兩電流表的示數(shù)不相等，
故丙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不同的原因是：變阻器b端（下端）斷路．
答：（1）滑片P的移動(dòng)方向是b-a；
（2）表1中“V₂表示數(shù)”下的空格為4.8；
（3）甲、乙兩同學(xué)測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)變化規(guī)律不同的主要原因如上所示；
（4）丙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不同的原因是：變阻器b端（下端）斷路．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點(diǎn)以及歐姆定律的靈活運(yùn)用，還考查了學(xué)生分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論的能力，關(guān)鍵是畫出等效電路圖得出電路的連接方式和電壓表所測(cè)電路元件的判斷．