Question

如图所示，是一种自动测定油箱内油面高度的装置．R是滑动变阻器，它的金属片是杠杆的一端，R′是阻值为12Ω的定值电阻，电流表量程为0～0.6A，电源电压为6V，由油量表（用电流表改装）的指针指示的刻度就可知油箱内油的多少．求：
（1）定值电阻R′的主要作用．
（2）当油量表的指针指在刻度盘中央时，滑动变阻器消耗的功率是多少？
（3）能否将电压表接入这个电路？为什么？

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）当油量表的指针指在刻度盘中央时，我们知道此时电路电流为0.3A，根据欧姆定律求出R′两端的电压，根据串联电路电压的规律求出滑动变阻器两端的电压，根据公式P=UI求出滑动变阻器消耗的功率．
（3）把电压表接入电路，当油量增大时电压表示数变大，从这方面考虑，看电压表能否接入电路．

解答：解：（1）如果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，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）R′两端的电压：U′=IR′=0.3A×12Ω=3.6V，
变阻器两端电压：U₁=U-U′=6V-3.6V=2.4V，
滑动变阻器消耗的功率为P=U₁I=2.4V×0.3A=0.72W．
答：滑动变阻器消耗的功率是0.72W．
（3）能；当油面上升时，滑片P向下运动，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R’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会导致滑动变阻器两端的电压减小．所以要将电压表与定值电阻并联，才能出现当油面上升时，电压表的示数也增大的情况．

点评：本题考查电压、电功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是分析出滑片移动时电路的连接情况，还要知道串联电路电压的规律．