(2014•南海区二模)如图甲是一种测定油箱内油量的装置.其中R是滑动变阻器的电阻片,滑片跟滑杆相连,滑杆可以绕固定轴O

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  • 解题思路:(1)根据题意求出浮子浸入油的体积即为排开油的体积,根据阿基米德原理求出浮子受到的浮力;

    (2)当油箱内装满油时R接入电路中的电阻为0,此时电路为R0的简单电路,电路中的电阻最小,电路中的电流最大(0.6A),根据欧姆定律求出R0的最小值;

    (3)由乙图可知,油箱内装满油时R接入电路中的电阻为0,电压表测电源的电压;当油箱内的油耗尽时R接入电路中的电阻最大,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出R0两端的电压,进一步得出电压表示数的变化范围.

    (1)由题意可得,浮子排开油的体积:

    V=(1-[3/4])V=[V/4]=

    800cm3

    4=200cm3=2×10-4m3

    浮子受到的浮力:

    F=ρgV=0.8×103kg/m3×9.8N/kg×2×10-4m3=1.568N;

    (2)当油箱内装满油时R接入电路中的电阻为0,此时电路为R0的简单电路,电路中的电流最大为0.6A,

    由I=[U/R]可得,保护电阻R0的最小阻值:

    R0=[U/I]=[6V/0.6A]=10Ω,;

    (3)由乙图可知,油箱内装满油时R接入电路中的电阻为0,电压表测电源的电压,

    则电压表的最大示数为6V,

    当油箱内的油耗尽时R接入电路中的电阻最大,电压表的示数最小,

    因串联电路中总电阻的倒数等于各分电阻之和,

    所以,电路中的电流:

    I′=[U

    R+R0=

    6V/80Ω+10Ω]=[1/15]A,

    电压表的最小示数:

    U0=I′R0=[1/15]A×10Ω≈0.33V,

    则电压表示数的变化范围为0.33V~6V.

    答:(1)此时浮子所受的浮力为1.568N;

    (2)为了保证电流表不超量程,保护电阻R0的最小阻值应为10Ω;

    (3)电压表示数的变化范围为0.33V~6V.

    点评:

    本题考点: 欧姆定律的应用;阿基米德原理.

    考点点评: 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、阿基米德原理的应用,是一道力学和电学的综合题,分析好浮子高度变化时R接入电路中电阻的变化是关键.

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