Question

19．如圖表示一種自動測定油箱內油面高度的油量表（實際上是量程為0-0.6A的電流表改裝而成），當油箱中的汽油用完，滑動變阻器R的最大值為60Ω；當油箱中的汽油裝滿時，滑動變阻器R的最小值為0Ω．電源電壓為24V，R₀為定值電阻，求：
（1）圖中的“油量表”用電流表改裝而成的；R₀在電路中的作用是保護電路，避免短路；
（2）油箱裝滿汽油時，電流表的示數(shù)達到最大為0.6A，求R₀的阻值．
（3）當油箱中的汽油用完時，求電路消耗的總功率．

Answer 1

分析 （1）電流表應與被測電路串聯(lián)，電壓表應與被測電路并聯(lián)，由此分析判斷；如果沒有定值電阻的話，則當油箱中的油越來越多的時候，滑動變阻器的阻值就會越來越小，此時電路中的電流就會越來越大，可能會燒壞電流表；
（2）裝滿汽油時，滑動變阻器R的最小值為0Ω，根據(jù)歐姆定律計算R₀的阻值；
（3）汽油用完時，由串聯(lián)電路特點和歐姆定律計算電路中電流，由P=UI計算電路消耗的總功率．

解答 解：
（1）由圖知，油量表串聯(lián)在電路中，所以油量表是電流表改裝而成的；
由電路圖可知，電路中如果沒有定值電阻R₀，則當滑動變阻器滑片P滑到下端時，電路會短路，會損壞油量表與電源，由此可見，定值電阻R₀的作用是：保護電路，避免短路；
（2）由圖知，R與R₀串聯(lián)．當油箱中的汽油裝滿時，滑動變阻器R的最小值為0Ω，只有R₀連入電路，
由I=$\frac{U}{R}$可得R₀的阻值：
R₀=$\frac{U}{I}$=$\frac{24V}{0.6A}$=40Ω；
（3）汽油用完時，滑動變阻器R的最大值為60Ω，
由串聯(lián)電路特點和歐姆定律可得，電路中電流：
I′=$\frac{U}{R+{R}_{0}}$=$\frac{24V}{60Ω+40Ω}$=0.24A，
所以電路消耗的總功率：
P=UI′=24V×0.24A=5.76W．
答：（1）電流；保護電路，避免短路；
（2）R₀的阻值為40Ω；
（3）當油箱中的汽油用完時電路消耗的總功率為5.76W．

點評 本題考查電表使用方法、串聯(lián)電路特點和歐姆定律的應用以及電功率公式的應用．理解題意，熟練運用公式即可解題．