Question

如图1是某同学设计的一个能够测定油箱内油面高度的装置，油量表是由学生用电流表改装而成的，滑动变阻器R的金属滑片P是杠杆的一端，当P在a端时电路中的电流为0.6A，表示油箱已满；当P在b端时电路中的电流为0.1 A，表示油箱内无油。
 （1）在改装表盘时，当他选择的滑动变阻器R的最大阻值为50Ω时，他应选择的电源电压值和R'的阻值是多少?
（2）若油箱的容积为50L，请你按该同学的改装，在电流表盘图2上标出油量值为0、40L、50L的刻度位置（滑动变阻器接人的阻值随浮标升降均匀变化；确定40L的位置时要求有运算过程）。
（3）你认为他在设计该装置的电路时，在选择器材的过程中应考虑什么问题?并说明理由。

                                                                              图1                                                       图2

Answer 1

解：（1）装满油时，U=I₁R'                   ①           
               无油时，U=I₂（R'+R）             ②
            解①和②得R'=10Ω，U=6V。
       （2）如图所示，由题中的条件可知，当油量为40L时，滑动变阻器接入电路的阻值为10Ω，此时电路的电流：I===0.3A。

（3）①为保护电流表，选择电源和R'时，电压与R'的比值应小于（或等于）电流表的量程。（或应考虑当P在a点时电流不超过电流表的量程）②为了提高油量表的灵敏度，应选择在电流表 0～0.6A的量程标注刻度；为了确保使油量在电流表0.1A～0.6A的范围内变化，应考虑电源电压、R'与R的合理配置。 （合理即可）