题目内容

4．如图所示是小亮设计的水位计工作原理图，绝缘浮子随水位的升降带动滑动变阻器R的金属滑杆P升降，通过电压表的示数及指示灯L的亮度变化反应水位升降．水位最低时，滑杆P位于R的a端，电路各处接触良好，则下列判断正确的是（　　）
A．当水位不变时，电压表示数不变，指示灯不亮
B．当水位下降时，电压表示数变小，指示灯变暗
C．当水位上升时，电压表示数变小，指示灯变亮
D．若将电压表改装成水位计，则电压表零刻度线即为水位计显示的最小值

分析 （1）当水位不变时，电路为通路，指示灯发光，变阻器接入电路中的电阻不变时电压表的示数不变；
（2）由电路图可知，指示灯与变阻器串联，电压表测变阻器两端的电压，根据水位的变化可知浮子的移动、滑片的移动，进一步可知变阻器接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和指示灯两端的电压变化，根据串联电路的电压特点可知变阻器两端的电压变化，根据P=UI可知灯泡实际功率的变化，进一步可知灯泡亮暗的变化；
（3）根据电路图分析电压表零刻度线滑片的位置，然后得出答案．

解答 解：（1）当水位不变时，电路处于通路状态，灯泡发光，
此时变阻器接入电路中的电阻不变，变阻器两端的电压不变，即电压表的示数不变，故A错误；
（2）当水位下降时，浮子带动滑片下移，变阻器接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，
由I=$\frac{U}{R}$可知，电路中的电流变大，指示灯两端的电压变大，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，变阻器两端的电压变小，即电压的示数变小，
因P=UI，且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，
指示灯的实际功率变大，灯泡变亮，故B错误；
反之，当水位上升时，浮子带动滑片上移，接入电路中的电阻变大，指示灯的实际功率变小，指示灯变暗，电压表的示数变大，故C错误；
（3）若将电压表改装成水位计，则电压表零刻度线时，即滑杆P位于R的a端处，此时水位最低，
则电压表零刻度线即为水位计显示的最小值，故D正确．
故选D．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，要注意水位最低不是指水位计的零刻度线，但可以显示水位计的最小值．

练习册系列答案
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次数123
U/V22.53
I/A0.360.40.42
亮度暗→亮
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