Question

如图，是一种自动测定油箱内油面高度的装置，其中R是滑动变阻器，阻值范围是0-100Ω，它的金属滑片是杠杆的一端；油量表是由电流表改装而成，实际是量程为0-0.6A的电流表，从指针所指的刻度可知油箱内油面高度；R’为校准电阻．已知电源电压为12V，油箱空和油箱满时金属滑片恰好在滑动变阻器的两端点a，b处．
（1）当油箱满时，电流表示数恰好为满刻度0.6A，求校准电阻R’的阻值和油箱空时电流表的示数．
（2）若将电流表改换为电压表，用电压表的指针指示的刻度显示油箱内油面的高度，要求油面上升时电压表的读数增大，请将电压表画在上图中，并标明电压表的“+”、“-”接线柱．若改装后电路中校准电阻的阻值不变，求电压表示数的变化范围．

Answer 1

分析：（1）已知校准电阻两端的电压和通过的电流，根据公式R=

U

I

可求校准电阻R′的阻值；油箱空时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据欧姆定律求出电路中的电流；
（2）用电压表代替电流表做油量表，当油面上升时电压表的读数增大，说明电压表与校准电阻并联．

解答：解：（1）校准电阻R′的阻值：R′=

U

I

=

12V

0.6A

=20Ω；
油箱空时，电流表的示数：I′=

U

R总

=

12V

100Ω+20Ω

=0.1A；
（2）用电压表代替电流表做油量表，则电压表与电阻需并联连接，由于油面上升时电压表的读数增大，说明电压表与校准电阻并联，如图所示：

当油箱满时，电压表示数：U′=

U

R总

R′=

12V

100Ω+20Ω

×20Ω=2V；
当油箱空时，电压表示数：U″=U=12V．
故电压表示数为2V～12V．
答：（1）校准电阻R’的阻值为20Ω；油箱空时电流表的示数为0.1A．
 （2）电压表示数的变化范围2V～12V．

点评：本题考查了定值电阻的作用、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．