Question

17．如图所示，是一科技创新小组同学们设计的水位计工作原理图，绝缘浮子随水位的升降带动滑动变阻器R的金属滑杆P升降，通过电压表是显示的数据来反应水位升降情况．水位最低时，滑杆P随位于R的a端处．L是一个指示灯，电路各部分接触良好，不计导线电阻．下列判断正确的是（　　）

• A． 当水位不变时，则电压表示数不变，指示灯不亮
• B． 当水位下降时，则电压表示数变小，指示灯变暗
• C． 当电压表示数变大时，指示灯变暗，则表明水位上升
• D． 当电压表示数为零时，水位一定为零

Answer 1

分析 由电路图可知，指示灯与变阻器串联，电压表测变阻器两端的电压，根据水位的变化可知浮子的移动、滑片的移动，进一步可知变阻器接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和指示灯两端的电压变化，根据串联电路的电压特点可知变阻器两端的电压变化，进一步可知灯泡亮暗的变化．

解答 解：由电路图可知，指示灯与变阻器串联，电压表测变阻器两端的电压；
A、当水位不变时，滑动变阻器和灯泡串联接入电路中，通过灯泡有电流，故灯泡亮，故A错误；
B、当水位下降时，浮子带动滑片下移，变阻器接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，由I=$\frac{U}{R}$可知，电路中的电流变大；由U=IR可知，指示灯两端的电压变大，由串联电路的电压规律可知，变阻器两端的电压变小，即电压表示数减小；电路中的电流变大，灯泡的实际功率增大，灯变亮；故B错误；
C、当电压表示数变大时，由串联电路的电压规律可知，指示灯两端的电压减小，指示灯变暗，电路中的电流减小，变阻器接入电路中的电阻变大，则滑片上移，表明水位上升，故C正确；
D、滑杆P随位于R的a端处时，滑动变阻器接入电路的电阻为0，电压表被短路，电压表示数为零，此时水位是最低的，虽然水位最低，但水位不一定为零，故D错误．
故选C．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，分析好水位变化时电路中总电阻的变化是关键．