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    12．图甲表示一种自动测定邮箱内油面高度的油量表（实际上是量程为0～0.6A的电流表改装而成）．滑动变阻器R的最大值为60Ω，金属杠杆的右端是滑动变阻器的滑片，从油量表指针所指的刻度，就可以知道邮箱内油面的高度．电源电压为24V，R0为定值电阻．

    （1）当油箱油面下降时，油量表的示数怎样变化，并简单解释一下原因．
    （2）油箱装满汽油时，油量表示数为最大值（即电流表达到最大值，此时滑动变阻器的触头在某一端），求R0的阻值为多少？
    （3）当油箱中的汽油用完时（此时滑动变阻器的触头在另一端），求电路中的电流为多少？
    （4）改装设计：用电压表代替电流表做油量表，图中的乙图已画出部分电路，请在乙图中完成电路的设计．
    要求：当油箱中的油用完时，油量表（电压表）的示数为零．

    分析 （1）当油箱中的油面下降时，根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，利用欧姆定律即可得出电流表的示数变化；
    （2）当油箱装满汽油时，滑动变阻器接入电路中的电阻为0，电路为R0的简单电路，根据欧姆定律求出R0的阻值；
    （3）当油箱中的汽油用完时，滑动变阻器的电阻完全接入电路中，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流；
    （4）用电压表代替电流表做油量表，当油箱中的油用完时，滑片移到变阻器的最上端，滑动变阻器连入电路的电阻应该为零，此时电压表与滑动变阻器R并联，油量表（电压表）的示数才可能为零．还可以将滑动变阻器当成定值电阻连入电路，电压表与其上半部分并联．

    解答 解：
    （1）由电路图可知，R与R0串联，测量表串联在电路，实质是一个电流表，
    当油箱中的油面下降时，滑动变阻器R接入电路的阻值会变大，电路的总电阻变大，电源电压一定，由I=$\frac{U}{R}$可知，油量表（电流表）的示数会变小；
    （2）电流表量程0-0.6A，当油箱装满汽油时，油量表示数为最大值，由图知，滑动变阻器接入电路中的电阻为0，电路为R0的简单电路，
    此时电路中的电流I=0.6A，所以R0的阻值：
    R0=$\frac{U}{{I}_{最大}}$=$\frac{24V}{0.6A}$=40Ω；
    （3）当油箱中的汽油用完时，滑动变阻器的最大阻值和R0串联，
    因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
    所以，电路中的电流：
    I′=$\frac{U}{R+{R}_{0}}$=$\frac{24V}{60Ω+40Ω}$=0.24A；
    （4）当油面下降时，滑片P向上运动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，根据欧姆定律可知，电流将增大．
    根据公式U=IR，可以确定定值电阻R0两端的电压随着电流的增大而增大．电源电压不变，由于定值电阻两端电压的增大，则滑动变阻器两端的电压减小．所以要将电压表与滑动变阻器并联，才能出现当油面下降时，电压表的示数也减小的情况，且油箱中的油用完时，油量表（电压表）的示数为零．电路如图所示：
    ；
    还可以将滑动变阻器当成定值电阻连入电路，电压表与其上半部分并联，也能达到同样的目的，如图所示：

    答：（1）当油箱中的油面下降时，油量表（电流表）的示数会变小；
    （2）R0的阻值为40Ω；
    （3）当油箱中的汽油用完时，求电路中的电流为0.24A；
    （4）见上图．

    点评 本题考查电阻的串联和欧姆定律的应用，油量表的改装等问题，认真审题，充分理解题意、分析清楚电路结构、熟练应用串联电路特点及欧姆定律即可解题．

    练习册系列答案
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