Question

小明做電學實驗時，電路如圖所示．已知他所用電流表的量程為0～0.6A，電壓表量程為0～3V，電源電壓6V保持不變，滑動變阻器的最大阻值為50Ω，定值電阻R=10Ω．S閉合后，在實驗操作無誤的情況下，電流表最大示數是    A，電壓表最小示數是    V．電阻R通電5min，最少消耗    J 電能．

Answer 1

【答案】分析：由圖可知，滑動變阻器與定值電阻R是串聯的，電壓表測的是R兩端的電壓．當滑動變阻器的滑片滑動時，電流表和電壓表的示數都要變化，由兩表的量程可知，電流表的示數不能超過0.6A，電壓表的示數不能超過3V．
由公式W=I²Rt可知，電阻R是定值，當電流最小時，在相同時間里消耗的電能最少．
解答：解：先看電路中的最大電流是多少．當滑片滑至最左端時，電路中電流最大．I_最大===0.6A．所以電路中的電流不會超過電流表量程．但此時R是兩端電壓是6V會超過電壓表量程．所以讓電壓表示數達最大即3V，算出電流即是電流表的最大示數．I===0.3A．
當滑片滑至最右端時，電阻最大，電流最小，由U=IR可知電壓表示數最小．
R_總=R+R=50Ω+10Ω=60Ω．I===0.1A，U′=I′R=0.1A×10Ω=1V．
由公式W=I²Rt可知，電阻R是定值，當電流最小時，在相同時間里消耗的電能最少．最小電流為0.1A．
電阻R通電5min，最少消耗的電能是：W=I²Rt=（0.1A）²×10Ω×300S=30J．
故答案為：0.3、1、30．
點評：對此題要全面考慮，滑動變阻器滑片滑動時，電路中的電流，電阻電壓，都要發生變化，但要保證電路中電流不能超過0.6A．電壓表不超過3V．
要正確運用歐姆定律和電功公式，會用有關公式正確判斷電功的大小變化情況．