解题思路:(1)根据电流表的量程和分度值读出电路中的电流,根据欧姆定律求出电阻R1两端的电压;
(2)根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出电阻R2的阻值;
(3)①若用“10Ω2Α”的滑动变阻器替换电阻R2,当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,根据欧姆定律求出电路中的电流确定电压表的示数可以达到0V;当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电压表的示数最大,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,利用欧姆定律求出电压表的最大示数,进一步得出电压表示数的变化范围;
②若用“50Ω1.5Α”的滑动变阻器替换电阻R2,当电路中的电流为1.5A时,电压表的示数最小,根据欧姆定律求出R1两端的电压,根据串联电路的电压特点求出电压表的最小示数;当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电压表的示数最大,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,利用欧姆定律求出电压表的最大示数,进一步得出电压表示数的变化范围;
综上得出替换电阻R2的滑动变阻器和相应电压表的变化范围.
(1)由(a)图可知,电流表测量程为0~3A,分度值为0.1A,则电路中的电流I=0.8A,
由I=[U/R]可得,电阻R1两端的电压:
U1=IR1=0.8A×10Ω=8V;
(2)电路中的总电阻:
R=[U/I]=[18V/0.8A]=22.5Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电阻R2的阻值:
R2=R-R1=22.5Ω-10Ω=12.5Ω;
(3)若用“10Ω2Α”的滑动变阻器替换电阻R2,
当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流:
I1=[U
R1=
18V/10Ω]=1.8A<2A,
所以,电压表的最小示数可以为0V,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流:
I2=[U
R1+R2′=
18V/10Ω+10Ω]=0.9A,
电压表的最大示数:
U2max=I2R2′=0.9A×10Ω=9V,
则电压表示数的变化范围0V~9V;
若用“50Ω1.5Α”的滑动变阻器替换电阻R2,
当电路中的电流为1.5A时,电压表的示数最小,
R1两端的电压:
U1′=I3R1=1.5A×10Ω=15V,
电压表的最小示数:
U2′=U-U1′=18V-15V=3V,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电压表的示数最大,
电路中的电流:
I4=[U
R1+R2″=
18V/10Ω+50Ω]=0.3A,
电压表的最大示数:
U2max′=I4R2″=0.3A×50Ω=15V,
则电压表示数的变化范围3V~15V,
综上可知,“50Ω1.5Α”变阻器替换电阻R2时,电压表示数的变化量最大,相应电压表的变化范围为3V~15V.
答:(1)电阻R1两端的电压为8V;
(2)电阻R2的阻值为12.5Ω;
(3)“50Ω1.5Α”字样的滑动变阻器替换电阻R2,电压表示数的变化量最大,相应电压表的变化范围为3V~15V.
点评:
本题考点: 欧姆定律的应用.
考点点评: 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的灵活应用,关键是电压表最大示数和最小示数的确定.