②变阻器两端的电压:U2=U-U1=18V-15V=3V,
变阻器连入电路中的电阻:R2=
U2 |
I |
3V |
0.3A |
③(a)甲方案:用5Ω的定值电阻替换电阻R1,则电路中的最大电阻为5Ω+20Ω=25Ω,
电路中的最小电流为
18V |
25Ω |
观察图中电流表的示数可知,其示数为0.6A或3A,
0.72A>0.6A,而3A则大于滑动变阻器允许通过的最大电流1A,
故甲方案不可选;
乙方案:用20Ω的定值电阻替换电阻R1,当电流表的示数为0.6A时,电路中的总电阻为
18V |
0.6A |
此时滑动变阻器可滑至阻值10Ω处.故可满足要求;
同样,当电压表示数为3V时,R1两端的电压为18V-3V=15V,电路中的电流为
15V |
20Ω |
0.75A小于滑动变阻器允许通过的最大电流1A.故可满足要求;
丙方案:用“10Ω 1A”的变阻器替换变阻器R2,当滑动变阻器的阻值为0时,电路中的最大电流是
18V |
50Ω |
0.36A<0.6A,故与电流表的示数不相符,故不能满足要求.
综上所述,最后可确定可行的方案只有乙;
(b)当电流表的示数I′=0.6A时,(电流表示数只能取0.6A,不能取3A,因为3A会超过滑动变阻器允许通过的最大电流1A)
P2′=U2′I′=(18V-0.6A×20Ω)×0.6A=3.6W.
当电压表的示数U2″=3V时,(电压表示数只能取3V,不可能达到15V)
电路中的电流I″=
U1 |
R1 |
18V−3V |
20Ω |
P2″=U2″I″=3V×0.75A=2.25W
答:①电阻R1两端的电压为15V;
②变阻器连入电路中的电阻为10Ω;
③(a)乙;(b)分别达到图所示的电表示数时,变阻器R2所消耗的电功率分别为3.6W或2.25W.