(2013•南通模拟)小明做电学实验时,电路如图所示.已知他所用电流表的量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,电源电

(2013•南通模拟)小明做电学实验时,电路如图所示.已知他所用电流表的量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,电源电压6V保持不变,滑动变阻器的最大阻值为50Ω,定值电阻R0=10Ω.S闭合后,在实验操作无误的情况下,电流表最大示数是______A,电压表最小示数是______V.电阻R0通电5min,最少消耗______J 电能.
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爱在521 幼苗

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解题思路:由图可知,滑动变阻器与定值电阻R0是串联的,电压表测的是R0两端的电压.当滑动变阻器的滑片滑动时,电流表和电压表的示数都要变化,由两表的量程可知,电流表的示数不能超过0.6A,电压表的示数不能超过3V.
由公式W=I2Rt可知,电阻R0是定值,当电流最小时,在相同时间里消耗的电能最少.

先看电路中的最大电流是多少.当滑片滑至最左端时,电路中电流最大.I最大=
U源
R0=[6V/10Ω]=0.6A.所以电路中的电流不会超过电流表量程.但此时R0是两端电压是6V会超过电压表量程.所以让电压表示数达最大即3V,算出电流即是电流表的最大示数.I=[U
R0=
3V/10Ω]=0.3A.
当滑片滑至最右端时,电阻最大,电流最小,由U=IR可知电压表示数最小.
R=R+R0=50Ω+10Ω=60Ω.I0=
U源
R总=[6V/60Ω]=0.1A,U′=I′R0=0.1A×10Ω=1V.
由公式W=I2Rt可知,电阻R0是定值,当电流最小时,在相同时间里消耗的电能最少.最小电流为0.1A.
电阻R0通电5min,最少消耗的电能是:W=I02R0t=(0.1A)2×10Ω×300S=30J.
故答案为:0.3、1、30.

点评:
本题考点: 电功的计算.

考点点评: 对此题要全面考虑,滑动变阻器滑片滑动时,电路中的电流,电阻电压,都要发生变化,但要保证电路中电流不能超过0.6A.电压表不超过3V.
要正确运用欧姆定律和电功公式,会用有关公式正确判断电功的大小变化情况.

1年前

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