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0~0.6 A的電流表改裝而成),滑動變阻器R的最大值為60 Ω,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24 V,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),R0的阻值為______Ω.

(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______A.

(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】 保護電阻(保護電流表、保護電源) 小 40Ω 0.24A

【解析】（1）由電路圖知道，定值電阻R0 的作用是：保護電路，避免短路，防止滑動變阻器滑片P滑到下端時，電路會短路；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=U/R知道，油量表（電流表）的示數會變小；

（2）因為油箱裝滿汽油時，油量表（電流表）示數為最大值I=0.6A，所以此時，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，故由I=U/R可得R0 的阻值是：R0 =U/I=24V/0.6A=40Ω；

（3）當油箱中的汽油用完時（即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，總電阻是：R總=R0 +R=40Ω+60Ω=100Ω，故電路中的電流是：I′=U/R總=24V/100Ω=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，由歐姆定律知道，電流將增大；由公式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：