Question

13．如图所示，电源电压为6V，电阻R₀=10Ω，电流表量程为0-0.6A，电压表量程为0一3V，滑动变阻器上标有“20Ω0.5A”字样．则当电路中电流最小时，2min内电流通过电阻R₀产生的热量是48J；为了保证电路安全，滑动变阻器R接入电路的最小阻值为10Ω．

Answer 1

分析 由电路图可知，R与R₀串联，电压表测R₀两端的电压，电流表测电路中的电流．
（1）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，利用焦耳定律求出2min内电流通过电阻R₀产生的热量；
（2）当电压表的示数最大时电路中的电流最大，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出滑动变阻器R接入电路的最小阻值．

解答 解：由电路图可知，R与R₀串联，电压表测R₀两端的电压，电流表测电路中的电流．
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电路总电阻：
R_总=R_最大+R₀=20Ω+10Ω=30Ω，
电路中的最小电流：
I_最小=$\frac{U}{{R}_{总}}$=$\frac{6V}{30Ω}$=0.2A，
通电时间t=2min=120s，
则电流通过电阻R₀产生的热量：
Q=I²Rt
=（0.2A）²×10Ω×120s
=48J；
当电压表的示数U_0大=3V时，电路中的电流最大，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，电路中的电流：
I_最大=$\frac{{U}_{0大}}{{R}_{0}}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A，
电路中的总电阻：
R_总′=$\frac{U}{{I}_{最大}}$=$\frac{6V}{0.3A}$=20Ω，
因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以滑动变阻器R接入电路的最小阻值：
R_最小=R_总′-R₀=20Ω-10Ω=10Ω．
故答案为：48；10．

点评 本题考查了串联电路特点、欧姆定律和焦耳定律的应用，要能灵活运用公式，关键是正确分析电路中的最大电流值和最小电流的确定，难度不大．