Question

甲、乙两同学选用的实验器材均完好，但部分器材的规格不同．他们按图所示的电原理图连接电路，分别进行实验．在图所示的电路中．电源电压恒定，所有电表均为理想电表，R₁为滑动变阻器．R₂为定值电阻，灯L的电阻不随温度而改变．在实验时，甲、乙两同学通过改变滑动变阻器的滑动片P的位置，使电表示数发生变化，并记录在表格中．甲、乙两同学记录的实验数据如表1、表2所示：

表1：甲同学测得的实验数据

实验序号	A1表示数 （安）	A2表示数 （安）	Vl表示数 （伏）	V2表示数 （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；乙同学测得的实验数据

实验序号	Al表示数 （安）	A2表示数 （安）	V1表示数 （伏）	V2表示数 （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

根据上述实验数据．回答下列问题．
（1）（2分）根据表l中的实验数据．请通过比较、分析说明甲同学进行实验时．滑片P的移动方向（用a-b或b-a表示）
（2）（4分）根据表l中的实验数据，请通过分析、归纳完成表1中“V2表示数”下的空格．
（3）（6分）根据表l、表2中的实验数据，请通过比较、分析来说明甲、乙两同学测得的实验数据变化规律不同的主要原因．
（4）（8分）丙同学为分析甲同学与乙同学所记录实验数据不同原因．他，用与甲同学实验时相同的器件，按图所示电路重新连接电路进行实验．测得各电表的示数如表3所示．当他把表3中实验数据与表1实验数据进行比较时．发现表1和表3中的实验数据完全不同．请你根据表1和表3中实验数据．分析说明丙同学的实验数据与甲同学实验数据不同的原因．
表3、丙同学测得的实验数据

实验序号	A1表示数 （安）	A2表示数 （安）	V1表示数 （伏）	V2表示数 （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	O．60	O．60	O	6.0

Answer

由电路图可知，R2与滑动变阻器的左边串联后再与右边并联，最后和灯泡L串联；V1测滑动变阻器左边电压，V2测右边电压，A1测R2支路的电流，A2测干路电流．
（1）由表格中V1的示数变化判断滑片P移动的方向．
（2）根据表格中的任意一阻数据利用并联电路的电压特点求出R2两端的电压，根据并联电路的电流特点求出通过R2的电流，利用欧姆定律求出R2的阻值；当滑片位于a点时，R1、R2并联两端的电压相等，根据欧姆定律和并联电路的电压特点求出电压表V2的示数．
（3）当滑片位于a点时，R1、R2并联，根据并联电路的电流特点结合表一第四组数据和表二中第八组数据通过两电阻的电流，再根据欧姆定律可知两电阻之间的关系，进一步可知甲、乙两同学测得的实验数据变化规律不同的主要原因．
（4）分析表3中数据可知，两电流表的示数相同，说明电路中没有通过滑动变阻器b端的电流，据此说明丙同学的实验数据与甲同学实验数据不同的原因．
【解析】
（1）由表格中V1的示数可知，滑动变阻器左边分得的电压逐渐减小，最终为0，
所以滑片P是由b向a移动．

（2）根据第二组数据，通过R2的电流I2=A2-A1=0.72-0.24=0.48A，
R2两端的电压U2=V2-V1=4.8V-2.4V=2.4V，
所以R2===10Ω；
当滑片位于a点时，R1、R2并联，
此时通过R2的电流I2′=A1′=0.48A，
电压表的示数V2′=V1′=I2′R2=0.48A×10Ω=4.8V．表格如下所示：

实验序号 A1表示数
（安） A2表示数
（安） Vl表示数
（伏） V2表示数
（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）当滑片位于a点时，R1、R2并联，
由表一第四组数据可知：通过R2的电流为0.48A，通过R1的电流为A2-A1=0.72A-0.48A=0.24A，
∵两电阻两端的电压相等，
∴根据R=可知，R1＞R2；
由表二第八组数据可知：通过R2的电流为0.3A，通过R1的电流为A2-A1=0.6A-0.3A=0.3A，
∵两电阻两端的电压相等，
∴根据R=可知，R1≤R2；
所以甲、乙两同学测得的实验数据变化规律不同．
（4）分析表3中数据可知，两电流表的示数相同，说明电路中没有通过滑动变阻器b端的电流，否则两电流表的示数不相等，
故丙同学的实验数据与甲同学实验数据不同的原因是：变阻器b端（下端）断路．