Question

如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置，R是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，且受定位挡板限制只能在电阻上滑动，当油面在A处时，滑动变阻器的滑片恰好在最下端；当油面在B处时，滑动变阻器的滑片在最上端．从油量表（由电流表改装而成，电流表的量程是0～0.6A．）指针所指的刻度，可以知道油箱内油面的高度．现已知电源电压是6V，定值电阻R′的阻值是12Ω．
（1）电阻R′的作用是

保护电路

．
（2）已知电流增大时，电流表指针向右偏转，则油面

上升

（选“上升”或“下降”）．
（3）当油面处在A处时，电流表示数为多少？
（4）当油量表指针指在刻度盘的中央时，求滑动变阻器R两端的电压多大？

Answer 1

分析：（1）如果没有定值电阻的话，则当邮箱中的油越来越多的时候，滑动变阻器的阻值就会越来越小，此时电路中的电流就会越来越大，可能会烧坏油量表；
（2）根据欧姆定律可知，电流表指针向右偏转时，电路中的电阻变小，即滑动变阻器接入电路中的电阻变小，然后根据滑片的移动判断油面的变化；
（3）当油面在A处时，电路为R′的简单电路，根据欧姆定律求出电流表的示数；
（4）知道电流表的量程可求当油量表指针指在刻度盘的中央时电路中的电流，根据欧姆定律求出R′两端的电压，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器R两端的电压．

解答：解：（1）如果油箱中的油越来越多的时候，滑动变阻器的阻值就会越来越小，此时电路中的电流就会越来越大，为了防止由于电流过大而烧坏油量表（电流表），应该给电路中串联一个定值电阻，这样就可以防止电路中的电流过大而烧坏仪表；
（2）电流表指针向右偏转时，电路中的电流变大，总电阻变小，即滑动变阻器接入电路中的电阻变小，滑片下移，由图可知油面上升时可以实现；
（3）当油面在A处时，电路为R′的简单电路，根据欧姆定律可得电流表的示数：
I=

U

R′

=

6V

12Ω

=0.5A；
（4）∵电流表的量程为0～0.6A，
∴当油量表指针指在刻度盘的中央时，电路中的电流I′=0.3A，
R′两端的电压：
U′=I′R′=0.3A×12Ω=3.6V，
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴滑动变阻器R两端的电压：
U_R=U-U′=6V-3.6V=2.4V．
答：（1）保护电路；
（2）上升；
（3）当油面处在A处时，电流表示数为0.5A；
（4）当油量表指针指在刻度盘的中央时，滑动变阻器R两端的电压为2.4V．

点评：本题通过油箱改装图，考查到了欧姆定律、电流表的使用和串联电路的特点等电学综合知识；理解图示的原理、能够从题中抓住关键词语是解答此类题目的关键．