Question

（2008?韶關(guān)模擬）學(xué)校物理興趣小組利用學(xué)習(xí)過的知識和使用過的器材設(shè)計(jì)了一種“油量表”，用它來測量油箱內(nèi)油面的高低，其原理結(jié)構(gòu)如圖甲所示．圖中P和ab為金屬片，R′為定值電阻．其中R′=24Ω，R_ab的最大值為72Ω，電源電壓為12V不變．問：

（1）根據(jù)其原理圖，油量表即我們學(xué)習(xí)使用過的

電壓

表，按照題目條件和圖甲的設(shè)計(jì)，其最大示數(shù)可以達(dá)到

9V

．
（2）R′的主要作用是

防止當(dāng)P滑到b端時電源短路

．
（3）油量表設(shè)計(jì)好之后，有同學(xué)認(rèn)為甲圖的設(shè)計(jì)有不足之處，即油箱內(nèi)油面的高、低變化與油量表示數(shù)的大、小變化并不一致．于是，他們將圖甲的電路設(shè)計(jì)稍作改動便改善了這個不足．請你在不更換器材的前提下，在乙圖中畫出他們改進(jìn)了的電路，使油箱內(nèi)油面的高、低變化與油量表示數(shù)的大、小變化保持一致．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)重量表是串聯(lián)還是并聯(lián)即可判定是電壓表還是電流表；當(dāng)稱量物體重量達(dá)到最大值時，R_ab的阻值達(dá)到最大值，再根據(jù)“串聯(lián)分壓”即可求得R_ab兩端的電壓．
（2）如果沒有定值電阻的話，則當(dāng)油箱中的油越來越多的時候，滑動變阻器的阻值就會越來越小，此時電路中的電流就會越來越大，可能會燒壞電源．
（3）根據(jù)串聯(lián)電路分壓的特點(diǎn)，將電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端．

解答：解：（1）∵油量表與R_ab是并聯(lián)的；
∴油量表是電壓表．
又∵R′與R_ab串聯(lián)，
∴根據(jù)串聯(lián)分壓可知：

U1

U2

=

R1

R2

；
又∵U₁+U₂=12V；
∴U₂=9V，即R_ab兩端的電壓為9V．
（2）R′的作用是可以防止P滑到b端時電源短路燒壞電源，保護(hù)電路．
（3）因?yàn)榇��?lián)電路起分壓作用，當(dāng)滑動變阻器分得電壓較小時，定值電阻分得的電壓就較大，故將電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端，如圖所示：

故答案為：（1）電壓   9V  
（2）防止當(dāng)P滑到b端時電源短路．

點(diǎn)評：在現(xiàn)實(shí)生活中很多測量儀器都是由電流表或者電壓表改裝而成的，它們通過電路中的電流或電壓的變化來顯示所測物理量的變化的．