Question

【题目】如图是小强设计的一种汽车油量表装置，R1是粗细均匀的弧形滑动变阻器（两端黑点表示接线柱），金属滑片P做成一根可以绕O点转动的杠杆，另一端通过一根可以自由转动的轻杆和浮标相连，油量表是用量程为3V的电压表改装而成，要求它的示数随汽油液面的下降而减小，当继电器线圈中电流I≥0.5A时，提示灯亮表示油量不足，电源电压U=6V，汽油密度ρ汽=0.7×103kg/m3 ， 线圈电阻不计．
（1）为达到上述要求，只需在图中加一根导线即可，请在图中用笔画线完成电路；
（2）完成电路后，小强进行电路调试，已知当油箱加满时（汽油体积为V1），滑片P在A处，R1接入电路的阻值为10Ω，为使此时油量表指针指在3V处，电阻箱R2应调至多大？
（3）调试结束后，当汽油消耗至提示灯刚亮时，求此时R1的电功率；
（4）某加油站在汽油中掺入一种与汽油能够相溶的有机物后进行销售（ρ有机物=0.97×103kg/m3），若将此种汽油加入该油箱，当油量表显示已满时，油箱内所加这种汽油的体积V2V1（选填“＞”、“＜”或“=”），理由是 ．

Answer 1

【答案】
（1）解：如下图所示：

（2）解：当电压表示数为3V，控制电路中的电流：I= = =0.3A，

由I= 可得，电路中的总电阻：R总= = =20Ω，

因为串联电路中总电阻等于各部分电阻之和，所以R2=R总﹣R1=20Ω﹣10Ω=10Ω

（3）解：根据题意可知，灯刚亮时，I′=0.5A，

由I= 可得，电路中的总电阻：R总′= = =12Ω，

因为串联电路中总电阻等于各部分电阻之和，所以R1=R总′﹣R2=12Ω﹣10Ω=2Ω；

R1的电功率：P=I′2R1=（0.5A）2×2Ω=0.5W

（4）＜；油量表显示已满时，浮标两次受到的浮力相等，而掺入有机物后，使汽油密度变大，浮标排开液体体积减小，液面比加纯汽油时要低
【解析】解：（1.）使滑动变阻器与R2串联，电压表测量滑动变阻器两端电压，如下图所示：
（4.）油量表显示已满时，浮标两次受到的浮力相等，而掺入有机物后，使汽油密度变大，浮标排开液体体积减小，液面比加纯汽油时要低，故有V2＜V1 ．
答：（2）电阻箱R2应调至10Ω；（3）R1的电功率为0.5W；（4）＜；油量表显示已满时，浮标两次受到的浮力相等，而掺入有机物后，使汽油密度变大，浮标排开液体体积减小，液面比加纯汽油时要低．
【考点精析】认真审题，首先需要了解物体的浮沉条件及其应用(物体的浮沉条件：浸没在液体中的物体 F浮＞G 时上浮，F浮 = G 时悬浮，F浮 ＜G 时下沉．物体浮沉条件的应用举例：（1）轮船（2）潜水艇（3）气球（4）飞艇、热气（5）密度计（密度计的刻度是从上到下刻度变大，刻度不均匀，且刻度无单位．）)，还要掌握欧姆定律及其应用(欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）)的相关知识才是答题的关键．