Question

20．圖甲表示一種自動(dòng)測(cè)定油箱內(nèi)油面高度的油量表（實(shí)際上是量程為0-0.6A的電流表改裝而成），滑動(dòng)變阻器R的最大值為60Ω，金屬杠桿的右端是滑動(dòng)變阻器的滑片．從油量表指針?biāo)�指的刻度，就可以知道油箱�?nèi)油面的高度．電源電壓為24V，R₀為定值電阻．

（1）R₀的作用是保護(hù)電路，當(dāng)油箱油面下降時(shí)，油量表的示數(shù)將變變小．
（2）改裝設(shè)計(jì)：用電壓表代替電流表做油量表，圖中的乙圖已畫出部分電路，請(qǐng)?jiān)谝覉D中完成電路的設(shè)計(jì)．
要求：當(dāng)油箱中的油用完時(shí)，油量表（電壓表）的示數(shù)為零．

Answer 1

分析 （1）如果沒有定值電阻的話，則當(dāng)油箱中的油越來越多的時(shí)候，滑動(dòng)變阻器的阻值就會(huì)越來越小，此時(shí)電路中的電流就會(huì)越來越大，可能會(huì)燒壞電流表；當(dāng)油箱中的油面下降時(shí)，根據(jù)滑片的移動(dòng)可知接入電路中電阻的變化，利用歐姆定律即可得出電流表的示數(shù)變化；
（2）】用電壓表代替電流表做油量表，當(dāng)油箱中的油用完時(shí)，滑片移到變阻器的最上端，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻應(yīng)該為零，此時(shí)電壓表與滑動(dòng)變阻器R并聯(lián)，油量表（電壓表）的示數(shù)才可能為零．

解答 解：（1）由電路圖可知，電路中如果沒有定值電阻R₀，則當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P滑到下端時(shí)，電路會(huì)短路，會(huì)損壞油量表與電源，由此可見，定值電阻R₀的作用是：保護(hù)電路，避免短路；當(dāng)油箱中的油面下降時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值會(huì)變大，由I=$\frac{U}{R}$可知，油量表（電流表）的示數(shù)會(huì)變小；
（2）根據(jù)公式U=IR，可以確定定值電阻R₀兩端的電壓隨著電流的增大而增大．電源電壓不變，由于定值電阻兩端電壓的增大會(huì)導(dǎo)致滑動(dòng)變阻器兩端的電壓減�。�所以要將電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，才能出現(xiàn)當(dāng)油面下降時(shí)，電壓表的示數(shù)也減小的情況，且油箱中的油用完時(shí)，油量表（電壓表）的示數(shù)為零．電路圖如下：
故答案為：（1）保護(hù)電路；變��；（2）如圖．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了定值電阻的作用、電阻的串聯(lián)和歐姆定律的應(yīng)用，認(rèn)真審題，充分理解題意、分析清楚電路結(jié)構(gòu)，還考查油量表的改裝問題，熟練應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)即可正確完成實(shí)物圖．