Question

16．如图甲所示，电源电压恒为6V，滑动变阻器的最大阻值为50Ω，电流在0.1A～0.4A之间时电子元件均能正常工作．若通过此电子元件的电流与其两端电压的关系如图乙所示，为使电子元件处于正常工作状态，滑动变阻器接入电路的最大阻值为40Ω；在电子元件处于正常工作状态下，且电路消耗的功率最大时，滑动变阻器每分钟发热48J．

Answer 1

分析 由题意可知，电流在0.1A～0.4A之间时电子元件均能正常工作．
（1）当电路电流最小为0.1A时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，根据图象读出对应的电压，根据串联电路的电压特点求出变阻器两端的电压，根据欧姆定律求出变阻器接入电路最大阻值；
（2）当电路电流最大为0.4A时，电路消耗的功率最大，根据图象读出对应的电压，根据串联电路的电压特点求出变阻器两端的电压，根据Q=W=UIt求出滑动变阻器每分钟产生的热量．

解答 解：由题意可知，电流在0.1A～0.4A之间时电子元件均能正常工作，
（1）当电路电流最小为0.1A时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，
由图象可知，此时电子元件两端的电压为2V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压：
U₁=U-U_电子=6V-2V=4V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑动变阻器接入电路最大阻值：
R_大=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{小}}$=$\frac{4V}{0.1A}$=40Ω；
（2）当电路电流最大为0.4A时，电路消耗的功率最大，
由图象可知，电子元件两端的电压为4V，
此时滑动变阻器两端的电压：
U₂=U-U_电子′=6V-4V=2V，
滑动变阻器每分钟产生的热量：
Q=W=U₂I_大t=2V×0.4A×60s=48J．
故答案为：40；48．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电热公式的应用，从题干和图象中获取有用的信息是关键．