由电路图可知,定值电阻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∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴当电压表读数为3V时,R1两端的电压:
U1=U-R2=18V-3V=15V,
∵串联电路中各处的电流相等,
∴根据欧姆定律可得,此时电路中的电流:
IA=
=U1 R1
=1A;15V 15Ω
②当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流:
I=
=U R1
=1.2A,18V 15Ω
∵滑动变阻器允许通过的最大电流为2A,
∴电流表A最大的示数I=1.2A;
③∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴电路中的电流:
I′=
=U
R1+R2
,18V 15Ω+R2
R2消耗的功率:
P2′=(I′)2R2=(
)2R2=18V 15Ω+R2
=(18V)2
(15Ω+R2)2
R2
,(18V)2
R2+
+30Ω(15Ω)2
R2
∵数学中,(a+b)2≥0,即a2+2ab+b2≥4ab,
∴a+b≥2
,
ab
则R2+
≥2(15Ω)2
R2
=15Ω,
R2×
(15Ω)2
R2
即R2=15Ω时,R2消耗的功率最大,则
P2=
=7.2W.(18V)2 15Ω+30Ω
答:①当电压表读数为3V时,电流表读数是1A;
②电流表A最大的示数为1.2A;
③随着P向左移动,当电阻R2为15Ω时,R2消耗的最大功率为7.2W.