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(dòng)變阻器R上標(biāo)有“20Ω　　0.5A”字樣．求：

（1）當(dāng)電路中電流最小時(shí)，1min內(nèi)電流通過電阻R₀做的功．
（2）當(dāng)電路中電流最大時(shí)，1min整個(gè)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(dòng)變阻器R串聯(lián)，電壓表測(cè)R₀兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)電路中的電流最小，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的最小電流，根據(jù)W=UIt=I²Rt求出1min內(nèi)電流通過電阻R₀做的功；
（2）根據(jù)歐姆定律求出電壓表的示數(shù)最大時(shí)通過R₀的電流，然后與電流表的路程和滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流確定電路中的最大電流，根據(jù)W=UIt求出1min整個(gè)電路消耗的電能．

解答 解：由電路圖可知，定值電阻R₀與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)，電壓表測(cè)R₀兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電路中的電流最小，
因串聯(lián)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(nèi)電流通過電阻R₀做的功：
W₀=I²R₀t=（0.2A）²×10Ω×60s=24J；
（2）當(dāng)電壓表的示數(shù)U₀=3V時(shí)，通過R₀的電流：
I₀=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且電流表的路程為0～0.6A，滑動(dòng)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(gè)電路消耗的電能：
W=UI₀t=6V×0.3A×60s=108J．
答：（1）當(dāng)電路中電流最小時(shí)，1min內(nèi)電流通過電阻R₀做的功為24J；
（2）當(dāng)電路中電流最大時(shí)，1min整個(gè)電路消耗的電能為108J．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功公式的應(yīng)用，會(huì)判斷電路的最大電流和最小電流是關(guān)鍵．