Question

【題目】圖甲表示一種自動(dòng)測定油箱內(nèi)油面高度的油量表（實(shí)際上是量程為0-0.6 A的電流表改裝而成），滑動(dòng)變阻器R的最大值為60 Ω，金屬杠桿的右端是滑動(dòng)變阻器的滑片。從油量表指針?biāo)�指的刻度，就可以知道油箱�?nèi)油面的高度．電源電壓為24 V，R0為定值電阻，

甲 乙

（1）R0的作用是 ，當(dāng)油箱油面下降時(shí)，油量表的示數(shù)將變 。

（2）油箱裝滿汽油時(shí)，油量表示數(shù)為最大值（即電流表達(dá)到最大值,此時(shí)，滑動(dòng)變阻器的觸頭在某一端），求R0的阻值．

（3）當(dāng)油箱中的汽油用完時(shí)（此時(shí)滑動(dòng)變阻器的觸頭在另一端），電路中的電流為多少？

（4）改裝設(shè)計(jì)：用電壓表代替電流表做油量表，圖中的乙圖已畫出部分電路，請?jiān)谝覉D中完成電路的設(shè)計(jì)。

要求：當(dāng)油箱中的油用完時(shí)，油量表（電壓表）的示數(shù)為零。

Answer 1

【答案】（1）保護(hù)電阻（保護(hù)電流表、保護(hù)電源） 小 （2）40Ω

（3）0.24A（4）見解析

【解析】（1）整個(gè)電路有定值電阻和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)組成，通過浮標(biāo)的變化改變滑動(dòng)變阻器的阻值從而改變電流表的讀數(shù)。當(dāng)滑動(dòng)變阻器變得非常小或者說等于0時(shí)，電源就有被短路的危險(xiǎn)，因此定值電阻就是防止電源短路的。

（2）油箱裝滿汽油，油面最高也就是浮標(biāo)最高，根據(jù)杠桿平衡，此時(shí)指針最低，滑動(dòng)觸頭只在最低的位置，也就是最下端，此時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值等于0，整個(gè)串聯(lián)電路就只有定值電阻一個(gè)了，電阻最小電流最大等于最大量程0.6A。根據(jù)串聯(lián)電路歐姆定律

得

Ω

（3）油箱里面的油料用完時(shí)，液面最低，浮標(biāo)最低，根據(jù)杠桿平衡，此時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭指在最上端，也就是此時(shí)接入電路的滑動(dòng)變阻器阻值最大。串聯(lián)電路電阻等于各電阻之和。因此

（4）電壓表換掉電流表，首先電壓表要并聯(lián)在電路中。

其次，油箱中油料用完時(shí)，液面最低，浮標(biāo)最低，繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)果是滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭指向最上端，滑動(dòng)變阻器的阻值最小等于0，根據(jù)串聯(lián)電路電壓比等于電阻比，滑動(dòng)變阻器應(yīng)該分電壓最少也等于0。正好符合要求油量表等于0.因此電壓表改測滑動(dòng)變阻器電壓。如圖：

右圖中，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值不變，一直都是最大阻值，整個(gè)電路總電阻不會(huì)隨油料的多少變化，因此電流不變。變化的只是電壓表兩端的電阻.當(dāng)油料最低時(shí)，指針指在最上端，此時(shí)電壓表兩端電阻等于0，電壓表讀書等于0.但是滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻沒有變化。此圖有一定的難度，需要些創(chuàng)造性的思維。