Question

20．在如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，閉合電鍵S，發現只有兩個電表的指針發生偏轉，已知電阻R₁、滑動變阻器R₂中僅有一個出現了故障．
①電路中的故障可能是R₁開路或R₁短路；
②接著，移動變阻器R₂的滑片P，只觀察到一個電表的示數發生了改變，則故障一定是R₁短路．

Answer 1

分析 已知電阻R₁、滑動變阻器R₂中僅有一個出現了故障，分別列舉可能出現的4種情況：電阻R₁開路；電阻R₁短路；滑動變阻器開路；滑動變阻器短路，所發生的現象與題目對比，符合的即為可能出現的故障．

解答 解：①若電阻R₁開路，兩個電壓表的正負接線柱通過變阻器、導線接在電源正負極上，電壓表有示數；電壓表的電阻無限大，使得電路中的電流為0，電流表無示數，兩個表有示數；
若電阻R₁短路，電壓表V₁無示數；電壓表V通過導線接在電源上，電流表測量通過變阻器的電流，二者都有示數，兩個表有示數；
若滑動變阻器開路，電壓表V₁無示數，電流表無示數；電壓表V的正負接線柱通過導線接在電源正負極上，電壓表有示數，只有一個表有示數；
若滑動變阻器短路，兩個電壓表測量的都電源的電壓，都有示數；電流表測量的是通過電阻R₁的電流，也有示數，三個表都有示數；
綜上，電路中的故障可能是電阻R₁開路或若電阻R₁短路；
②若電阻R₁開路，電壓表與變阻器串聯，電壓表V1示數始終接近電源電壓，電流表無示數，電壓表V為電源電壓不變；
若R₁短路，電壓表V1示數為0，電壓表V示數為電源電壓，而電流表測通過變阻器的電流，當移動R₂滑片P時，由歐姆定律，電流表示數發生變化．
所以，移動變阻器R₂的滑片P，只觀察到一個電表的示數發生了改變，則故障一定是R₁短路．
故答案為：①R₁開路或R₁短路；
②R₁短路．

點評 本題根據題目列舉可能的所有故障，根據可能出現的現象與題目比較，相符合的即為可能的故障．同學們要學會這種推理方法．