Question

5．如图所示电路，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0-3V，滑动变阻器R上标有“20Ω  0.5A”字样．求：
（1）当电路中电流最小时，电阻R₀两端的电压多大？
（2）为了保证电路安全，滑动变阻器R接入电路的最小阻值多大？

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，利用欧姆定律求出电阻R₀两端的电压；
（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．
（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，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的最小电流：
I_小=$\frac{U}{{R}_{大}+{R}_{0}}$=$\frac{6V}{20Ω+10Ω}$=0.2A，
电阻R₀两端的电压：
U₀=I_小R₀=0.2A×10Ω=2V；
（2）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_大=$\frac{{U}_{0大}}{{R}_{0}}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A，
电路中的总电阻：
R_总=$\frac{U}{{I}_{大}}$=$\frac{6V}{0.3A}$=20Ω，
因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_小=R_总-R₀=20Ω-10Ω=10Ω．
答：（1）当电路中电流最小时，电阻R₀两端的电压为2V；
（2）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．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是电路中最大电流和最小电流的确定．