题目内容
【题目】如图所示为自动测定油箱油面高度的装置原理图,图中为滑动变阻器,为定值较准电阻,电流表的量程为安,电压表的量程为伏.油箱中的油量是通过电流表或电压表的示数反映出来的,且表的最大量程对应油箱的最大油量.如果电源电压为伏,当油箱内油面高度在最高或最低位置时,滑动变阻器的滑片恰好能分别滑至两端,当油箱内油面达到最低位置时,反映油量的电表的最大示数为最大量程的.求:
()反映油量的电表是电流表还是电压表?
()校准电阻的阻值应为多大?
()滑动变阻器的阻值变化范围多大?
()若油箱内油面最高为米,最低为米,应在电表上何处刻上最大及最小油量值?若油箱的横截面积为平方米,这两个油量值分别是多少?
()当油箱内油量值为立方米,滑动变阻器的滑片恰好在中点,则这一油量值应对电表刻度的何处?
【答案】电流表; 60Ω; 0~300Ω; 0.6A;0.1A; 2.4m3;0.4m3; 0.17A
【解析】
由于表的最大量程对应油箱的最大油量,油箱内油面达到最低或最高位置时,电流表或电压表的示数变化即可判断;已知校准电阻两端的电压和通过的电流,根据公式 可求校准电阻R0的阻值;油箱内油面达到最低位置时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,已知此时的电流大小,根据欧姆定律求出总电阻,进一步求出滑动变阻器的最大阻值;油箱内油面最高时,电流表的示数最大,最低时,电流表的示数最小,根据公式可求这两个油量值;滑动变阻器的滑片P恰在中点时求出此时的电阻,再利用欧姆定律求出此时电路中电流的大小,从而找到对应的刻度.
(1)有图可知:油箱内油面达到最高(或最低)位置时,滑动变阻器接入电路的阻值为零,根据可知;电流表的示数最大,由于电压表测量滑动变阻器两端的电压,则电压表为零;根据要求可知:表的最大量程对应油箱的最大油量,所以反映油量的电表是电流表;
(2)滑动变阻器接入电路的阻值为零,电流表的示数最大,根据可知:
校准电阻R0的阻值应为;
(3)当油箱内油面达到最低位置时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,电路的电流最小;根据反映油量的电表的最大示数为最大量程的 可知:,
根据可知电路总电阻: ;
根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可知,滑动变阻器的最大阻值为: ,所以滑动变阻器的阻值变化范围为0~300Ω;
(4)油箱内油面最高处对应的电流表的示数为0.6A;最低处对应的电流表的示数0.1A;则最大油量值为;
最小油量值为;
(5)因为滑片在中点,所以滑动变阻器接入电路的电阻为;
此时电流为: ;即在0.17A处刻上1.4m3.
答案:电流表;60Ω; 0~300Ω; 0.6A;0.1A; 2.4m3;0.4m3; 0.17A.