Question

如圖所示，是一種自動測定油箱內(nèi)油面高度的裝置．R是滑動變阻器，它的金屬片是杠桿的一端，R′是阻值為12Ω的定值電阻，電流表量程為0～0.6A，電源電壓為6V，由油量表（用電流表改裝）的指針指示的刻度就可知油箱內(nèi)油的多少．求：
（1）定值電阻R′的主要作用．
（2）當(dāng)油量表的指針指在刻度盤中央時(shí)，滑動變阻器消耗的功率是多少？
（3）能否將電壓表接入這個(gè)電路？為什么？

Answer 1

分析：（1）如果沒有定值電阻的話，則當(dāng)郵箱中的油越來越多的時(shí)候，滑動變阻器的阻值就會越來越小，此時(shí)電路中的電流就會越來越大，可能會燒壞油量表；
（2）當(dāng)油量表的指針指在刻度盤中央時(shí)，我們知道此時(shí)電路電流為0.3A，根據(jù)歐姆定律求出R′兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律求出滑動變阻器兩端的電壓，根據(jù)公式P=UI求出滑動變阻器消耗的功率．
（3）把電壓表接入電路，當(dāng)油量增大時(shí)電壓表示數(shù)變大，從這方面考慮，看電壓表能否接入電路．

解答：解：（1）如果郵箱中的油越來越多的時(shí)候，滑動變阻器的阻值就會越來越小，此時(shí)電路中的電流就會越來越大，為了防止由于電流過大而燒壞油量表（電流表），應(yīng)該給電路中串聯(lián)一個(gè)定值電阻，這樣就可以防止電路中的電流過大而燒壞儀表．
（2）R′兩端的電壓：U′=IR′=0.3A×12Ω=3.6V，
變阻器兩端電壓：U₁=U-U′=6V-3.6V=2.4V，
滑動變阻器消耗的功率為P=U₁I=2.4V×0.3A=0.72W．
答：滑動變阻器消耗的功率是0.72W．
（3）能；當(dāng)油面上升時(shí)，滑片P向下運(yùn)動，滑動變阻器接入電路的阻值減小，根據(jù)歐姆定律可知，電流將增大．根據(jù)公式U=IR，可以確定定值電阻R’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會導(dǎo)致滑動變阻器兩端的電壓減小．所以要將電壓表與定值電阻并聯(lián)，才能出現(xiàn)當(dāng)油面上升時(shí)，電壓表的示數(shù)也增大的情況．

點(diǎn)評：本題考查電壓、電功率的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)是分析出滑片移動時(shí)電路的連接情況，還要知道串聯(lián)電路電壓的規(guī)律．