Question

2．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）電路中的最小電流為多少A？
（2）當(dāng)電路中電流最小時(shí)，1min內(nèi)電流通過電阻R₀做的功．
（3）為了保證電路安全，滑動(dòng)變阻器R接入電路的最小阻值．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律，當(dāng)變阻器全部電阻連入電路時(shí)中時(shí)，電路的電流最小，并求出最小電流；
（2）由歐姆定律求R₀的電壓，根據(jù)W₀=U₀It求1min內(nèi)電流通過電阻R₀做的功；
（3）變阻器連入電路中的電阻越小，由分壓原理，其分得的電壓越小，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，電壓表示數(shù)越大，根據(jù)電壓表量程為0-3V和歐姆定律求電路的最大電流上，并與電流表量程比較；
根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律結(jié)合由歐姆定律求 滑動(dòng)變阻器R接入電路的最小阻值．

解答 解：（1）當(dāng)變阻器全部電阻連入電路時(shí)中時(shí)，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律，電路的電流最�。�
I_小=$\frac{U}{{R}_{串大}}$=$\frac{U}{{R}_{0}+{R}_{大}}$=$\frac{6V}{10Ω+20Ω}$=0.2A；
（2）由歐姆定律I=$\frac{U}{R}$，R₀的電壓：
U₀=IR₀=0.2A×10Ω=2V；
 1min內(nèi)電流通過電阻R₀做的功：
W₀=U₀It=2V×0.2A×60s=24J；
（3）變阻器連入電路中的電阻越小，由分壓原理，其分得的電壓越小，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，電壓表示數(shù)越大，因電壓表量程為0-3V，當(dāng)電壓表為3V時(shí)，由歐姆定律：
電路中的電流：
I′=$\frac{{U}_{0大}}{{R}_{0}}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A＜0.6A，所以電流表安全
根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律：
U_R小=U-U₀=6V-3V=3V，由歐姆定律，滑動(dòng)變阻器R接入電路的最小阻值：
  R_小=$\frac{{U}_{R小}}{I′}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω．
答：（1）電路中的最小電流為0.2A；
（2）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；
（3）為了保證電路安全，滑動(dòng)變阻器R接入電路的最小阻值10Ω．

點(diǎn)評(píng) 本題考查歐姆定律、串聯(lián)電路的規(guī)律及電功率公式的運(yùn)用，關(guān)鍵是確定滑動(dòng)變阻器R接人電路的最小阻值的條件．