Question

某同学做电学实验时，电路如图所示．已知他所用电流表的量程为0～0.6A，电压的量程为0～3V，电源电压为6V

某同学做电学实验时，电路如图所示．已知他所用电流表的量程为0～0.6A，电压的量程为0～3V，电源电压为6V保持不变，滑动变阻器的最大阻值为50Ω，定值电阻 R0为10Ω，开关S闭合后，在保证电路元件安全的情况下，电流表的最大示数为______A，滑动变阻器消耗的最大功率为______W，电阻R0消耗的最大功率为______W．

Answer 1

由电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测定值电阻两端电压，电流表测电路电流；
（1）当电压表的示数为3V时，
根据欧姆定律可得，电路中的电流：
I=

U0

R0

=

3V

10Ω

=0.3A，
∵0.3A＜0.6A，
∴此时电路中的电流达到最大，电阻R₀消耗的功率最大，
则R₀消耗的最大功率：
P_0max=（I_max）²R₀=（0.3A）²×10Ω=0.9W；
（2）∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴电压表的示数为3V时，滑动变阻器两端的电压：
U_R=U-U₀=6V-3V=3V，
根据欧姆定律可得，滑动变阻器接入电路中的电阻：
R=

UR

I

=

3V

0.3A

=10Ω，
则滑动变阻器接入电路中电阻的范围为10Ω～50Ω，
滑动变阻器接入电路中的电阻为R时，电路中的电流：
I′=

U

R0+R′

=

6V

10Ω+R′

滑动变阻器消耗的功率：
P_R=（I′）²×R′=（

6V

10Ω+R′

）²×R′=

(6V)2

(10Ω)2+(R′)2+2×10Ω×R′ R′

=

(6V)2

(10Ω?R′)2 R′ +40Ω

，
∴当R′=10Ω时，P_R最大，最大为：
P_R=

(6V)2

40Ω

=0.9W．
故答案为：0.3；0.9；0.9．