Question

13．如圖所示，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0一3V，滑動變阻器上標有“20Ω0.5A”字樣．則當電路中電流最小時，2min內電流通過電阻R₀產生的熱量是48J；為了保證電路安全，滑動變阻器R接入電路的最小阻值為10Ω．

Answer 1

分析 由電路圖可知，R與R₀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電流，利用焦耳定律求出2min內電流通過電阻R₀產生的熱量；
（2）當電壓表的示數最大時電路中的電流最大，根據串聯電路的電流特點和歐姆定律求出電路中的電流，根據歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯求出滑動變阻器R接入電路的最小阻值．

解答 解：由電路圖可知，R與R₀串聯，電壓表測R₀兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
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，所以電路總電阻：
R_總=R_最大+R₀=20Ω+10Ω=30Ω，
電路中的最小電流：
I_最小=$\frac{U}{{R}_{總}}$=$\frac{6V}{30Ω}$=0.2A，
通電時間t=2min=120s，
則電流通過電阻R₀產生的熱量：
Q=I²Rt
=（0.2A）²×10Ω×120s
=48J；
當電壓表的示數U_0大=3V時，電路中的電流最大，
因串聯電路中各處的電流相等，
所以，電路中的電流：
I_最大=$\frac{{U}_{0大}}{{R}_{0}}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A，
電路中的總電阻：
R_總′=$\frac{U}{{I}_{最大}}$=$\frac{6V}{0.3A}$=20Ω，
因為串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以滑動變阻器R接入電路的最小阻值：
R_最小=R_總′-R₀=20Ω-10Ω=10Ω．
故答案為：48；10．

點評 本題考查了串聯電路特點、歐姆定律和焦耳定律的應用，要能靈活運用公式，關鍵是正確分析電路中的最大電流值和最小電流的確定，難度不大．