Question

图甲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0-0.6 A的电流表改装而成），滑动变阻器R的最大值为60 Ω，金属杠杆的右端是滑动变阻器的滑片。从油量表指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度．电源电压为24 V，R₀为定值电阻，

甲                                         乙

（1）R₀的作用是                        ，当油箱油面下降时，油量表的示数将变     。

（2）油箱装满汽油时，油量表示数为最大值（即电流表达到最大值,此时，滑动变阻器的触头在某一端），求R₀的阻值．

（3）当油箱中的汽油用完时（此时滑动变阻器的触头在另一端），电路中的电流为多少？

（4）改装设计：用电压表代替电流表做油量表，图中的乙图已画出部分电路，请在乙图中完成电路的设计。

要求：当油箱中的油用完时，油量表（电压表）的示数为零。

Answer

（1）保护电阻（保护电流表、保护电源） 小 （2）40Ω

（3）0.24A（4）见解析

【解析】（1）整个电路有定值电阻和滑动变阻器串联组成，通过浮标的变化改变滑动变阻器的阻值从而改变电流表的读数。当滑动变阻器变得非常小或者说等于0时，电源就有被短路的危险，因此定值电阻就是防止电源短路的。

（2）油箱装满汽油，油面最高也就是浮标最高，根据杠杆平衡，此时指针最低，滑动触头只在最低的位置，也就是最下端，此时滑动变阻器的阻值等于0，整个串联电路就只有定值电阻一个了，电阻最小电流最大等于最大量程0.6A。根据串联电路欧姆定律

得 

Ω

（3）油箱里面的油料用完时，液面最低，浮标最低，根据杠杆平衡，此时滑动变阻器的滑动触头指在最上端，也就是此时接入电路的滑动变阻器阻值最大。串联电路电阻等于各电阻之和。因此

（4）电压表换掉电流表，首先电压表要并联在电路中。

其次，油箱中油料用完时，液面最低，浮标最低，绕支点转动的结果是滑动变阻器的滑动触头指向最上端，滑动变阻器的阻值最小等于0，根据串联电路电压比等于电阻比，滑动变阻器应该分电压最少也等于0。正好符合要求油量表等于0.因此电压表改测滑动变阻器电压。如图：

右图中，滑动变阻器接入电路的阻值不变，一直都是最大阻值，整个电路总电阻不会随油料的多少变化，因此电流不变。变化的只是电压表两端的电阻.当油料最低时，指针指在最上端，此时电压表两端电阻等于0，电压表读书等于0.但是滑动变阻器接入电路的电阻没有变化。此图有一定的难度，需要些创造性的思维。

【考点】 串并联电路的实际应用