Question

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

（1）R0的作用是 ，當油箱油面下降時，油量表的示數將變 ．

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

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

（4）改裝設計：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，請在乙圖中完成電路的設計．

要求：當油箱中的油用完時，油量表（電壓表）的示數為零．

Answer 1

【答案】（1）保護電路；小；

（2）R0的阻值為40Ω；

（3）電路中的電流為0.24A；

（4）電路圖如圖．

【解析】試題分析：（1）由電路圖可知，電路中如果沒有定值電阻R0，則當滑動變阻器滑片P滑到下端時，電路會短路，會損壞油量表與電源，由此可見，定值電阻R0的作用是：保護電路，避免短路；

當油箱中的油面下降時，滑動變阻器接入電路的阻值會變大，根據I=可知，油量表（電流表）的示數會變小；

（2）油箱裝滿汽油時，油量表（電流表）示數為最大值I=0.6A，此時，滑動變阻器的觸頭在電阻最小值一端，R0兩端的電壓等于電源電壓U=24V，

由I=可得R0的阻值：R0===40Ω；

（3）當油箱中的汽油用完時（此時滑動變阻器的觸頭在電阻最大值一端），此時滑動變阻器和電阻R0串聯，總電阻R總=R0+R=40Ω+60Ω=100Ω，

電路中的電流：I′===0.24A；

（4）當油面下降時，滑片P向上運動，滑動變阻器接入電路的阻值減小，根據歐姆定律可知，電流將增大．

根據公式U=IR，可以確定定值電阻R0兩端的電壓隨著電流的增大而增大．電源電壓不變，由于定值電阻兩端電壓的增大，則滑動變阻器兩端的電壓減小．所以要將電壓表與滑動變阻器并聯，才能出現當油面下降時，電壓表的示數也減小的情況，且油箱中的油用完時，油量表（電壓表）的示數為零．電路圖如下：