Question

14．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．

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）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．

解答 解：（1）如果油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）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=$\frac{U}{R}$可得，電路中的總電阻：
R_總=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.3A}$=20Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，滑動變阻器接入的電阻：
R=R_總-R′=20Ω-12Ω=8Ω；
（3）由R=$\frac{U}{I}$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=$\frac{U}{I}$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．

點(diǎn)評 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，會判斷油面變化時(shí)滑動變阻器的阻值如何變化是本題的關(guān)鍵．