Question

如圖甲是某同學(xué)設(shè)計(jì)的一個(gè)能夠測定郵箱內(nèi)油面高度的裝置．油量表是由學(xué)生用電流表改裝而成，滑動(dòng)變阻器R的金屬滑片P是杠桿的一端．當(dāng)P在a端時(shí)電路中的電流為0.6A，表示油箱已滿；P在b端時(shí)電路中的電流為0.1A，表示油箱內(nèi)無油．
（1）在改裝表盤時(shí)，當(dāng)他選擇的滑動(dòng)變阻器最大阻值為50Ω時(shí)，他應(yīng)選擇的電源電壓值和R′的阻值是多少？
（2）若油箱的容積為50L，請(qǐng)你按該同學(xué)的改裝，在電流表表盤圖乙上標(biāo)出油量表為0、40L、50L的刻度位置（滑動(dòng)變阻器接入的阻值隨浮標(biāo)升降均勻變化；確定40L的位置時(shí)要求有運(yùn)算過程）．

Answer 1

分析：（1）當(dāng)P在a端時(shí)電路中只有R′，電路中的電流為0.6A，根據(jù)歐姆定律得一個(gè)關(guān)于U、R′的方程；P在b端時(shí)，兩電阻串聯(lián)，電路中的電流為0.1A，再利用歐姆定律得出一個(gè)關(guān)于U、R′方程，聯(lián)立方程組求解；
（2）由題知，當(dāng)P在a端時(shí)電路中的電流為0.6A，表示油箱已滿；P在b端時(shí)電路中的電流為0.1A，表示油箱內(nèi)無油，據(jù)此知道油量表為50L、0的刻度位置；
當(dāng)油量為40L時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為10Ω，根據(jù)歐姆定律I=

U

R

求出40L的刻度位置．

解答：解：（1）裝滿油時(shí)，U=I₁R′=0.6A×R′，----------------①
無油時(shí)，U=I₂（R′+R）=0.1A×（R′+50Ω），--------------②
①②聯(lián)立方程組解得：
U=6V，R′=10Ω
（2）由題知，當(dāng)P在a端時(shí)電路中的電流為0.6A，表示油箱已滿，即：50L的刻度在0.6A的位置；
P在b端時(shí)電路中的電流為0.1A，表示油箱內(nèi)無油，即：0的刻度在0.1A的位置；
如圖所示，由題中的條件可知，當(dāng)油量為40L時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為10Ω，
此時(shí)電路的電流：I=

U

R′+R

=

6V

10Ω+10Ω

=0.3A；

答：（1）電源電壓為6V，R′的阻值為10Ω；（2）如圖，當(dāng)油量為40L時(shí)，電路中的電流為0.3A．

點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵：一是掌握滑動(dòng)變阻器的正確使用方法，二是靈活應(yīng)用歐姆定律進(jìn)行計(jì)算．