Question

（2013?同安區(qū)一模）在如圖所示的電路中，電源電壓為6V且不變．電阻R₁的阻值為10Ω，滑動(dòng)變阻器R₂上標(biāo)有“20Ω 2A”字樣．閉合開(kāi)關(guān)S，電流表示數(shù)為0.3A．求：
（1）電壓表的示數(shù)；
（2）滑動(dòng)變阻器R₂連入電路的阻值；
（3）若移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P到某一位置時(shí)，通電10s后，整個(gè)電路至少消耗多少電能？

Answer 1

分析：由電路圖可知，兩電阻串聯(lián)，電壓表測(cè)R₁兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）根據(jù)歐姆定律求出R₁兩端的電壓即為電壓表的示數(shù)；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器R₂連入電路的阻值；
（3）當(dāng)滑片移到最右端時(shí)電路消耗的總功最小，根據(jù)電阻的串聯(lián)特點(diǎn)和W=

U2

R

t求出整個(gè)電路消耗的最小電能即可得出答案．

解答：解：由電路圖可知，兩電阻串聯(lián)，電壓表測(cè)R₁兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）根據(jù)歐姆定律可得，電壓表的示數(shù)：
U₁=IR₁=0.3A×10Ω=3V；
（2）∵串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
∴滑動(dòng)變阻器R₂兩端的電壓：
U₂=U-U₁=6V-3V=3V，
∵串聯(lián)電路中各處的電流相等，
∴滑動(dòng)變阻器R₂連入電路的阻值：
R₂=

U2

I

=

3V

0.3A

=10Ω；
（3）當(dāng)滑片移到最右端時(shí)電路消耗的總功最小，
∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
∴通電10s后，整個(gè)電路消耗的最小電能：
W=

U2

R1+R2max

t=

(6V)2

10Ω+20Ω

×10s=12J．
答：（1）電壓表的示數(shù)為3V；
（2）滑動(dòng)變阻器R₂連入電路的阻值為10Ω；
（3）若移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P到某一位置時(shí)，通電10s后，整個(gè)電路至少消耗12J的電能．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是知道當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)10s內(nèi)電路消耗的電能最少．