Question

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R=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R通电5min，最少消耗    J 电能．

Answer 1

【答案】分析：由图可知，滑动变阻器与定值电阻R是串联的，电压表测的是R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R是定值，当电流最小时，在相同时间里消耗的电能最少．
解答：解：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===0.6A．所以电路中的电流不会超过电流表量程．但此时R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===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_总=R+R=50Ω+10Ω=60Ω．I===0.1A，U′=I′R=0.1A×10Ω=1V．
由公式W=I²Rt可知，电阻R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R通电5min，最少消耗的电能是：W=I²Rt=（0.1A）²×10Ω×300S=30J．
故答案为：0.3、1、30．
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．