解题思路:(1)如图,油面上升通过浮子和杠杆使滑动变阻器连入的电阻变小,电路中的电流变大;油面下降通过浮子和杠杆使滑动变阻器连入的电阻变大,电路中的电流变小;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,可能会烧坏油量表.
(2)根据表格数据可知油量为0、50L时对应电压表的示数,根据欧姆定律求出对应油量表的电流;由甲图可知变阻器和定值电阻R′串联,当金属滑片在b端时通过油量表的电流为0.1A,金属滑片在a端时通过油量表的电流为0.6A,根据电源的电压不变,利用串联电路的特点和欧姆定律求出电阻R′的阻值.
(1)当油面升高,浮子位置升高,在杠杆作用下,滑动变阻器连入电路的阻值变小,使电路中的电流变大,电流表示数变大;当油面下降,浮子位置降低,在杠杆作用下,滑动变阻器连入电路的阻值变大,使电路中的电流变小,电流表示数变小.把电流表表盘的刻度转换成油面高度就可以知道油箱内的存油量.由此可知,该装置涉及到浮力、杠杆、滑动变阻器、电流表、欧姆定律等相关知识;R′的作用是可以防止电路中的电流过大而烧坏仪表,保护电路.
(2)①由表格数据可知,油量表的示数为0L时电压表的示数为0.5V,对应通过油量表的电流为I0=
U0
R2=[0.5V/5Ω]=0.1A;
油量表的示数为50L时电压表的示数为3V,对应通过油量表的电流为I1=
U1
R2=[3V/5Ω]=0.6A;
②当金属滑片在b端时通过油量表的电流为0.1A,
电源的电压为U=I(R+R′)=0.1×(50Ω+R′)
金属滑片在a端时通过油量表的电流为0.6A,
电源的电压为U=I′R′=0.6R′,
所以0.1×(50Ω+R′)=0.6R′,
解得:R′=10Ω.
故答案为:(1)B;(2)杠杆;欧姆定律;保护电路;(3)0.1;0.6;(4)电阻R′的阻值为10Ω.
点评:
本题考点: 欧姆定律的应用;滑动变阻器的使用.
考点点评: 在现实生活中很多测量仪器都是由电流表或者电压表改装而成的,它们通过电路中的电流或电压的变化来显示所测物理量的变化的.