Question

4．如圖所示是小亮設計的水位計工作原理圖，絕緣浮子隨水位的升降帶動滑動變阻器R的金屬滑桿P升降，通過電壓表的示數及指示燈L的亮度變化反應水位升降．水位最低時，滑桿P位于R的a端，電路各處接觸良好，則下列判斷正確的是（　　）

• A． 當水位不變時，電壓表示數不變，指示燈不亮
• B． 當水位下降時，電壓表示數變小，指示燈變暗
• C． 當水位上升時，電壓表示數變小，指示燈變亮
• D． 若將電壓表改裝成水位計，則電壓表零刻度線即為水位計顯示的最小值

Answer 1

分析 （1）當水位不變時，電路為通路，指示燈發(fā)光，變阻器接入電路中的電阻不變時電壓表的示數不變；
（2）由電路圖可知，指示燈與變阻器串聯(lián)，電壓表測變阻器兩端的電壓，根據水位的變化可知浮子的移動、滑片的移動，進一步可知變阻器接入電路中電阻的變化，根據歐姆定律可知電路中電流的變化和指示燈兩端的電壓變化，根據串聯(lián)電路的電壓特點可知變阻器兩端的電壓變化，根據P=UI可知燈泡實際功率的變化，進一步可知燈泡亮暗的變化；
（3）根據電路圖分析電壓表零刻度線滑片的位置，然后得出答案．

解答 解：（1）當水位不變時，電路處于通路狀態(tài)，燈泡發(fā)光，
此時變阻器接入電路中的電阻不變，變阻器兩端的電壓不變，即電壓表的示數不變，故A錯誤；
（2）當水位下降時，浮子帶動滑片下移，變阻器接入電路中的電阻變小，電路中的總電阻變小，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流變大，指示燈兩端的電壓變大，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，變阻器兩端的電壓變小，即電壓的示數變小，
因P=UI，且燈泡的亮暗取決于實際功率的大小，
指示燈的實際功率變大，燈泡變亮，故B錯誤；
反之，當水位上升時，浮子帶動滑片上移，接入電路中的電阻變大，指示燈的實際功率變小，指示燈變暗，電壓表的示數變大，故C錯誤；
（3）若將電壓表改裝成水位計，則電壓表零刻度線時，即滑桿P位于R的a端處，此時水位最低，
則電壓表零刻度線即為水位計顯示的最小值，故D正確．
故選D．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用，要注意水位最低不是指水位計的零刻度線，但可以顯示水位計的最小值．