由电路图可知,电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;
①根据欧姆定律可得,当电流表示数为0.1安时R1两端的电压:
U1=I1R1=0.1A×10Ω=1V,
∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴电压表的示数:
U2=U-U1=3V-1V=2V;
②(a)∵滑动变阻器允许通过的最大电流为2A<3A,
∴要使电流表的指针能达到满刻度,只能选0~0.6A的量程;
当电路中的电流为0.6A时,滑动变阻器两端的最大电压:
U滑=0.6A×20Ω=12V<15V,
∴要使电压表的指针能达到满刻度,只能选0~3V的量程;
(b)当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电流表的示数达到0.6A时电源的电压最小,
能满足要求的最小电源电压:
Umin=ImaxR1=0.6A×10Ω=6V,
当电压表和电流表的指针同时达到满刻度时电源的电压最大,
能满足要求的最大电源电压:
Umax=ImaxR1+U2max=0.6A×10Ω+3V=9V,
∴能满足要求的电源电压的范围为6~9V;
(c)∵串联电路中电阻越大分得的电压越大,
∴当电压表的示数为3V时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,
根据串联电路的特点和欧姆定律可得:
=,即=,
R滑=,
当电源的电压U=6V时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,
R滑==10Ω.
答:①若电源电压为3伏,闭合电键S后,移动变阻器的滑片P,当电流表示数为0.1安时,电压表的示数为2V;
②(a)0~0.6;0~3;
(b)6~9;
(c)在该电源电压范围下,变阻器R2连入电路中所能达到的最大阻值为10Ω.