小明用如图所示的电路 “探究电流与电压的关系”,所用电源电压为 4.5V,闭合开关 S 时,发现电压表无示数,但电流表有示数,电路故障可能是电阻 R1_________(选填 “断路” 或 “短接”)。排除故障后,他移动滑动变阻器的滑片,发现当电压表示数是 1.2V 时,电流表示数是 0.30A;继续移动滑片,使电压表示数从 1.2V 增加到 2.4V,那么,定值电阻 R1的阻值是_______Ω,该过程中滑动变阻器 R2连入电路的阻值减小了_________Ω。

答案:短接;4;7.5
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电流表有示数,说明电路是通路,不可能断路;电压表测定值电阻 R1两端电压,电压表无示数,所以故障是 R1短接。
根据欧姆定律 I=U/R:
R1=U1/I1=1.2V/0.30A=4Ω。
串联电路总电压等于各部分电压之和,第一次滑动变阻器两端电压:
U2=U−U1=4.5V−1.2V=3.3V,
串联电流相等,此时滑动变阻器接入电阻:
R2=U2/I1=3.3V/0.30A=11Ω。
定值电阻阻值不变,当电压表示数变为 2.4V,电路电流:
I'=U1'/R1=2.4V/4Ω=0.6A,
此时滑动变阻器两端电压:
U2'=U−U1'=4.5V−2.4V=2.1V,
此时滑动变阻器接入电阻:
R2'=U2'/I'=2.1V/0.6A=3.5Ω。
滑动变阻器减小的阻值:
ΔR2=R2−R2'=11Ω−3.5Ω=7.5Ω。