Question

17．如圖，電源電壓為6V，電阻R₀=10Ω，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～3V，滑動變阻器R上標有“20Ω　　0.5A”字樣．求：

（1）當電路中電流最小時，1min內電流通過電阻R₀做的功．
（2）當電路中電流最大時，1min整個電路消耗的電能．

Answer 1

分析 由電路圖可知，定值電阻R₀與滑動變阻器R串聯，電壓表測R₀兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時電路中的電流最小，根據電阻的串聯和歐姆定律求出電路中的最小電流，根據W=UIt=I²Rt求出1min內電流通過電阻R₀做的功；
（2）根據歐姆定律求出電壓表的示數最大時通過R₀的電流，然后與電流表的路程和滑動變阻器允許通過的最大電流確定電路中的最大電流，根據W=UIt求出1min整個電路消耗的電能．

解答 解：由電路圖可知，定值電阻R₀與滑動變阻器R串聯，電壓表測R₀兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電路中的電流最小，
因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中的電流：
I=$\frac{U}{R+{R}_{0}}$=$\frac{6V}{20Ω+10Ω}$=0.2A，
則1min內電流通過電阻R₀做的功：
W₀=I²R₀t=（0.2A）²×10Ω×60s=24J；
（2）當電壓表的示數U₀=3V時，通過R₀的電流：
I₀=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A，
因串聯電路中各處的電流相等，且電流表的路程為0～0.6A，滑動變阻器允許通過的最大電流為0.5A，
則電路中的最大電流為0.3A，
1min整個電路消耗的電能：
W=UI₀t=6V×0.3A×60s=108J．
答：（1）當電路中電流最小時，1min內電流通過電阻R₀做的功為24J；
（2）當電路中電流最大時，1min整個電路消耗的電能為108J．

點評 本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功公式的應用，會判斷電路的最大電流和最小電流是關鍵．