Question

20．如图（a）所示是小明同学设计的一种测定油箱内油面高度的实验装置．R₁为10Ω定值电阻，R₂是规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器，油量表是由量程为0～0.6A的电流表改装而成的，电源电压为3V．
（1）它的工作原理是：油箱内油面上升，金属滑片向下（选填“向上”或“向下”）端移动，电流表示数会变小（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（2）当R₂的滑片处于最上端时，电路消耗的功率是0.9W；

（3）图（b）是同班同学小华利用同样器材，设计的测定油箱内油面高度的实验装置．你认为设计更合理的是：小华同学，其原因是油箱内油面越高，油量表的示数越大，更符合生活实际．

Answer 1

分析 （1）根据油箱内油面的上升可知滑片移动的方向和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；
（2）根据电路图可知，当R₂的滑片处于最上端时接入电路中的电阻为0Ω，电路为R₁的简单电路，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出电路消耗的功率；
（3）分析两图中油箱内油面上升时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，然后根据生活实际评价两个电路图的设计．

解答 解：（1）由图（a）可知，油箱内油面上升时，金属滑片向下端移动，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，
由I=$\frac{U}{R}$可知，电路中的电流变大，即电流表示数会变小；
（2）由图（a）可知，当R₂的滑片处于最上端时接入电路中的电阻为0Ω，
则电路消耗的功率：
P=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$=$\frac{（3V）^{2}}{10Ω}$=0.9W；
（3）由图（b）可知，油箱内油面上升时，接入电路中的电阻变小，则电流表即油量表的示数变大，
而图（a）中，油箱内油面上升时，油量表的示数变小，
因生活实际中，油箱内油面越高，油量表的示数越大，
所以，小华的设计更合理．
故答案为：
（1）向下；变小；
（2）0.9；
（3）小华；油箱内油面越高，油量表的示数越大，更符合生活实际．

点评 本题考查了电路的动态分析和电功率的计算以及实验电路图的评价，分清两电路图的区别是解题的关键．