Question

【題目】在如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，電阻R1、R2阻值相等。

(1)若電路中各元件均完好，當電鍵S由斷開到閉合時，電壓表V的示數為U0，電流表A1的示數為I0.則電源電壓為________，電流表A2示數為_______。

(2)若電路中存在故障且故障只發生在電阻R1、R2處，當電鍵S由斷開到閉合時，發現只有一個電表示數發生變化，則故障是_________，該電表示數變化量為________。

Answer 1

【答案】U0 2I0 R2斷路或R1、R2同時斷路 U0

【解析】

（1）由電路圖可知，當電鍵S斷開時，R2和電壓表被斷路，電路為R1的簡單電路，兩電流表均測通過R1的電流；當電鍵閉合時，兩電阻并聯，電壓表測電源的電壓，電流表A1測R1支路的電流的，電流表A2測干路電流；當電鍵S由斷開到閉合時，電壓表V的示數為U0，則電源電壓為U0；電流表A2示數測量的是干路電流，電阻R1、R2阻值相等，則通過的電流相等，根據并聯電路的電流關系可知，電流表A2示數為2I0；

（2）電路故障分為短路和斷路，則：

①若R1短路，閉合電鍵前，電流經兩電流表回到電源的負極，會造成電源短路，燒壞電源，三電表無示數；閉合電鍵后，由電源燒壞可知，三電表無示數，則三電表的示數不變；

②若R2短路，閉合電鍵前，兩電流表有示數，電壓表無示數，閉合電鍵后，會造成電源短路，燒壞電源，兩電流表和電壓表均無示數；

③若R1與R2同時短路時，電鍵閉合前后都會造成電源短路，三電表的示數不變；

④若R1斷路，斷開電鍵三電表均無示數，閉合電鍵后，電壓表和A2有示數，A1無示數，即電壓表的示數變大，電流表A1的示數不變，電流表A2的示數變大；

⑤若R2斷路，閉合電鍵前后，通過R1的電流不變，兩電流表的示數不變，而電壓表從無示數變為有示數，則電流表的示數不變，電壓表的示數變化；

⑥若R1與R2同時斷路時，閉合電鍵前三電表無示數，閉合電鍵后，兩電流表的示數不變，電壓表的示數變大；

綜上可知，電路故障為R2斷路或R1、R2同時斷路；當S斷開時，電壓表示數為0，當開關S閉合時，電壓表測量的是電源電壓，故電壓表示數變化量為U0；