解:(1)只闭合S
1时,如甲图,电路中只有R
1,U=U
1=12V,
I=I
1=
=
=0.5A,
(2)只闭合S
3时,如乙图,电路中只有R
2,
I
2=
=
=0.1A,
P
2=UI
2=12V×0.1A=1.2W;
(3)电路中电阻R
1、R
3同时都有电流通过:①只闭合电键S
2,电阻R
1、R
3串联;②只断开电键S
2,电阻R
1、R
3并联.
①当电阻R
1、R
3串联时,如丙图,
因为I
max=
=
=0.5安,所以电流达不到电流表两个量程的最大值;
因为电源电压U=12伏,所以电压U
1达不到电压表0~15伏量程的最大值.
当U
1=3伏时,达到电压表0~3伏量程的最大值.
U
3=U-U
1=12V-3V=9V,
此时电路中的电流:
I=
=
=0.125A,
R
3=
=
=72Ω;
②当电阻R
1、R
3并联时,如丁图,
I
1=
=
=0.5A,
当I=3A时,达到电流表0~3安的量程的最大值,
I
3=I-I
1=3A-0.5A=2.5A,
R
3=
=
=4.8Ω;
因为电源电压U=12伏,所以电压U
1达不到电压表0~15伏量程的最大值.
当I=0.6安时,达到电流表0~0.6安量程的最大值.
I
3=I-I
1=0.6A-0.5A=0.1A,
R
3=
=
=120Ω=R
2(不作为替换电阻);
答:(1)当只闭合电键S
1时,电压表示数为12伏,电流表的示数为0.5A;
(2)当只闭合电键S
3时,电阻 R
2消耗的电功率为1.2W;
(3)符合上述要求可能的定值电阻R
3的阻值为72Ω、4.8Ω.
分析:(1)分析电路图,只闭合S
1时,如甲图,电路中只有R
1,知道电压表的示数(R
1两端的电压),利用欧姆定律求通过R
1的电流(电流表的示数);
(2)分析电路图,只闭合S
3时,如乙图,电路中只有R
2,知道电源电压和R
2的阻值,利用欧姆定律和电功率公式求R
2消耗的电功率;
(3)电路中电阻R
1、R
3同时都有电流通过:①只闭合电键S
2,电阻R
1、R
3串联,如图丙;②只断开电键S
2,电阻R
1、R
3并联,如图丁.根据达到电压表或电流表最大量程、且两个电阻都有电流通过,求出R
3的阻值.
点评:本题关键:一是根据开关开闭画出等效电路图帮助分析,二是灵活运用欧姆定律和串并联电路的特点.