【題目】如圖所示,是一種自動(dòng)測定油箱內(nèi)油面高度的裝置.R是滑動(dòng)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(dòng)變阻器接入的電阻是多少?

(3)在這個(gè)裝置中,電流表示數(shù)越大,表示油箱中的油量越多還是越少?請說明理由.

【答案】(1)定值電阻R′的主要作用是保護(hù)電路,防止油量表燒壞;

(2)當(dāng)油量表的指針指在刻度盤中央時(shí),滑動(dòng)變阻器接入的電阻是8Ω;

(3)在這個(gè)裝置中,電流表示數(shù)越大,表示油箱中的油量越多;

理由:由R=可知,電流表示數(shù)越大時(shí),電路中的總電阻越小,R接入電路中的電阻越小,此時(shí)浮標(biāo)上移,油面上升,表示油箱中的油量越多.

【解析】

試題分析:(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(dòng)變阻器的阻值就會(huì)越來越小,此時(shí)電路中的電流就會(huì)越來越大,可能會(huì)燒壞油量表;

(2)根據(jù)電流表的量程確定當(dāng)油量表的指針指在刻度盤中央時(shí)電路中的電流,根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻,利用電阻的串聯(lián)求出滑動(dòng)變阻器接入的電阻;

(3)根據(jù)歐姆定律可知電流表示數(shù)越大時(shí)電路中總電阻的變化,進(jìn)一步判斷R阻值的變化,然后判斷浮標(biāo)和液面的變化,從而得出油箱中的油量變化.

解:(1)如果油箱中的油越來越多的時(shí)候,滑動(dòng)變阻器的阻值就會(huì)越來越小,此時(shí)電路中的電流就會(huì)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)電流表量程為0~0.6A,當(dāng)油量表的指針指在刻度盤中央時(shí),電路中的電流I=0.3A,

由I=可得,電路中的總電阻:

R===20Ω,

因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,

所以,滑動(dòng)變阻器接入的電阻:

R=R﹣R′=20Ω﹣12Ω=8Ω;

(3)由R=可知,電流表示數(shù)越大時(shí),電路中的總電阻越小,R接入電路中的電阻越小,

此時(shí)浮標(biāo)上移,油面上升,表示油箱中的油量越多.

答:(1)定值電阻R′的主要作用是保護(hù)電路,防止油量表燒壞;

(2)當(dāng)油量表的指針指在刻度盤中央時(shí),滑動(dòng)變阻器接入的電阻是8Ω;

(3)在這個(gè)裝置中,電流表示數(shù)越大,表示油箱中的油量越多;

理由:由R=可知,電流表示數(shù)越大時(shí),電路中的總電阻越小,R接入電路中的電阻越小,此時(shí)浮標(biāo)上移,油面上升,表示油箱中的油量越多.

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