Question

5．如圖所示電路，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，電阻R₀兩端的電壓多大？
（2）為了保證電路安全，滑動變阻器R接入電路的最小阻值多大？

Answer 1

分析 由電路圖可知，R與R₀串聯(lián)，電壓表測R₀兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時電路中的電流最小，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，利用歐姆定律求出電阻R₀兩端的電壓；
（2）當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時電路中的電流最大，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出滑動變阻器R接入電路的最小阻值．

解答 解：由電路圖可知，R與R₀串聯(lián)，電壓表測R₀兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，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，電路中的最小電流：
I_小=$\frac{U}{{R}_{大}+{R}_{0}}$=$\frac{6V}{20Ω+10Ω}$=0.2A，
電阻R₀兩端的電壓：
U₀=I_小R₀=0.2A×10Ω=2V；
（2）電壓表的示數(shù)U_0大=3V時，電路中的電流最大，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，電路中的電流：
I_大=$\frac{{U}_{0大}}{{R}_{0}}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A，
電路中的總電阻：
R_總=$\frac{U}{{I}_{大}}$=$\frac{6V}{0.3A}$=20Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，滑動變阻器R接入電路的最小阻值：
R_小=R_總-R₀=20Ω-10Ω=10Ω．
答：（1）當(dāng)電路中電流最小時，電阻R₀兩端的電壓為2V；
（2）為了保證電路安全，滑動變阻器R接入電路的最小阻值為10Ω．

點(diǎn)評 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是電路中最大電流和最小電流的確定．