Question

19．如图表示一种自动测定油箱内油面高度的油量表（实际上是量程为0-0.6A的电流表改装而成），当油箱中的汽油用完，滑动变阻器R的最大值为60Ω；当油箱中的汽油装满时，滑动变阻器R的最小值为0Ω．电源电压为24V，R₀为定值电阻，求：
（1）图中的“油量表”用电流表改装而成的；R₀在电路中的作用是保护电路，避免短路；
（2）油箱装满汽油时，电流表的示数达到最大为0.6A，求R₀的阻值．
（3）当油箱中的汽油用完时，求电路消耗的总功率．

Answer 1

分析 （1）电流表应与被测电路串联，电压表应与被测电路并联，由此分析判断；如果没有定值电阻的话，则当油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，可能会烧坏电流表；
（2）装满汽油时，滑动变阻器R的最小值为0Ω，根据欧姆定律计算R₀的阻值；
（3）汽油用完时，由串联电路特点和欧姆定律计算电路中电流，由P=UI计算电路消耗的总功率．

解答 解：
（1）由图知，油量表串联在电路中，所以油量表是电流表改装而成的；
由电路图可知，电路中如果没有定值电阻R₀，则当滑动变阻器滑片P滑到下端时，电路会短路，会损坏油量表与电源，由此可见，定值电阻R₀的作用是：保护电路，避免短路；
（2）由图知，R与R₀串联．当油箱中的汽油装满时，滑动变阻器R的最小值为0Ω，只有R₀连入电路，
由I=$\frac{U}{R}$可得R₀的阻值：
R₀=$\frac{U}{I}$=$\frac{24V}{0.6A}$=40Ω；
（3）汽油用完时，滑动变阻器R的最大值为60Ω，
由串联电路特点和欧姆定律可得，电路中电流：
I′=$\frac{U}{R+{R}_{0}}$=$\frac{24V}{60Ω+40Ω}$=0.24A，
所以电路消耗的总功率：
P=UI′=24V×0.24A=5.76W．
答：（1）电流；保护电路，避免短路；
（2）R₀的阻值为40Ω；
（3）当油箱中的汽油用完时电路消耗的总功率为5.76W．

点评 本题考查电表使用方法、串联电路特点和欧姆定律的应用以及电功率公式的应用．理解题意，熟练运用公式即可解题．