Question

16．如圖甲所示，電源電壓恒為6V，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為50Ω，電流在0.1A～0.4A之間時(shí)電子元件均能正常工作．若通過此電子元件的電流與其兩端電壓的關(guān)系如圖乙所示，為使電子元件處于正常工作狀態(tài)，滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值為40Ω；在電子元件處于正常工作狀態(tài)下，且電路消耗的功率最大時(shí)，滑動(dòng)變阻器每分鐘發(fā)熱48J．

Answer 1

分析 由題意可知，電流在0.1A～0.4A之間時(shí)電子元件均能正常工作．
（1）當(dāng)電路電流最小為0.1A時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，根據(jù)圖象讀出對應(yīng)的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出變阻器兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出變阻器接入電路最大阻值；
（2）當(dāng)電路電流最大為0.4A時(shí)，電路消耗的功率最大，根據(jù)圖象讀出對應(yīng)的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出變阻器兩端的電壓，根據(jù)Q=W=UIt求出滑動(dòng)變阻器每分鐘產(chǎn)生的熱量．

解答 解：由題意可知，電流在0.1A～0.4A之間時(shí)電子元件均能正常工作，
（1）當(dāng)電路電流最小為0.1A時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，
由圖象可知，此時(shí)電子元件兩端的電壓為2V，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：
U₁=U-U_電子=6V-2V=4V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑動(dòng)變阻器接入電路最大阻值：
R_大=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{小}}$=$\frac{4V}{0.1A}$=40Ω；
（2）當(dāng)電路電流最大為0.4A時(shí)，電路消耗的功率最大，
由圖象可知，電子元件兩端的電壓為4V，
此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：
U₂=U-U_電子′=6V-4V=2V，
滑動(dòng)變阻器每分鐘產(chǎn)生的熱量：
Q=W=U₂I_大t=2V×0.4A×60s=48J．
故答案為：40；48．

點(diǎn)評 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電熱公式的應(yīng)用，從題干和圖象中獲取有用的信息是關(guān)鍵．