Question

15．（1）小明同学想在家里安装一盏照明灯，如图1所示是他设计的电路．图中虚线框1和2应连入开关和电灯，则开关应装在2虚线框中．安装完毕后，闭合开关，电灯不亮，用测电笔分别测试a、b、c点时，测电笔的氖管都发光，则电路的故障为零线断路．
（2）在图2甲所示的电路中，当滑片P由b移到a的过程中，电压表示数U及滑动变阻器接入电路的电阻R₂的变化情况如图2乙所示．当滑片P移到a端时，R₁消耗的功率为0.4 W，当滑片P移到中点时，通过R₁的电流为0.3A．

Answer 1

分析 （1）开关接在灯与火线之间．当测电笔分别测试电灯两接线处和插座的两孔时，试电笔的氖管都发光，说明零线断路了．
（2）滑片P移到a端时，R₁与滑动变阻器的最大阻值串联，根据图象读出电压表的示数和滑动变阻器的最大阻值，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，利用欧姆定律和电路中的电流特点得出等式即可求出R₁的阻值，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出滑片P移到a端时R₁消耗的功率；
（3）根据图象得出滑片P移到中点时电压表的示数，根据欧姆定律求出通过R₁的电流．

解答 解：（1）保险丝接在火线上，开关应接在灯与火线之间．因此开关应接在2处．当测电笔分别测试a、b、c点时，测电笔的氖管都发光，说明火线上有电，而零线处不该亮，但也亮了，说明通过电灯、开关与火线相通了，故零线断路．
（2）滑片P移到a端时，R₁与滑动变阻器的最大阻值串联，
由图象可知，滑动变阻器R₂的最大阻值为20Ω，电压表的示数U₁=2V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压：
U₂=U-U₁=6V-2V=4V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得：$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{2}}$，即$\frac{2V}{{R}_{1}}$=$\frac{4V}{20Ω}$，
解得：R₁=10Ω；
R₁消耗的功率：
P₁=$\frac{{{U}_{1}}^{2}}{{R}_{1}}$=$\frac{（2V）^{2}}{10Ω}$=0.4W；
由图象可知，当滑片P移到中点即R₂′=10Ω时，U₁′=3V，
通过R₁的电流：
I₁=$\frac{{{U}^{′}}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A，
故答案为：（1）2；零线断路；（2）0.4；0.3．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是根据图象读出滑片接入电路中不同电阻时对应电压表的示数．