如图所示为自动测定油面高度的装置原理图,其中R为滑动变阻器,R0为校准电阻,A为油量表(实际上是一只量程为0--0.6A

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  • 解题思路:(1)已知校准电阻两端的电压和通过的电流,根据公式R=[U/I]可求校准电阻R0的阻值;

    (2)油箱内油面达到最低位置时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,已知此时的电流大小,根据欧姆定律求出总电阻,进一步求出滑动变阻器的最大阻值;

    (3)油箱内油面最高时,电流表的示数最大,最低时,电流表的示数最小,根据公式V=Sh可求这两个油量值;

    (4)滑动变阻器的滑片P恰在中点时求出此时的电阻,再利用欧姆定律求出此时电路中电流的大小,从而找到对应的刻度.

    (1)校准电阻R0的阻值应为R0=[U/I]=[120V/0.6A]=200Ω;

    答:校准电阻R0的阻值应为200Ω;

    (2)滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电路的电流最小;所以电路总电阻为R=[U/I′]=[120V/0.1A]=1200Ω;

    所以滑动变阻器的最大阻值为R=R-R0=1200Ω-200Ω=1000Ω;

    所以滑动变阻器的阻值变化范围为0~1000Ω;

    (3)油箱内油面最高处对应的电流表的示数为0.6A;最低处对应的电流表的示数为0.1A;最大油量值为1.2m×2.0m2=2.4m3

    最小油量值为0.2m×2.0m2=0.4m3

    答:在电流表的0.6A处刻上最大值,在0.1A处刻上最小值;这两个油量值分别是2.4m3;0.4m3

    (4)因为滑片在中点,所以滑动变阻器接入电路的电阻为R=500Ω;

    此时电流为I1=[U

    R0+R中=

    120V/200Ω+500Ω]=0.17A;

    即在0.17A处刻上1.4m3

    答:这一油量值应对应在电流表的0.17A处.

    点评:

    本题考点: 欧姆定律的应用;电阻的串联;电功率的计算.

    考点点评: 本题考查电阻、电流等的计算,该装置涉及到浮力、杠杆、滑动变阻器、电流表等相关知识,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;是利用所学知识解释油量表的原理,是一道力学和电学的综合题,学以致用,符合新课标的要求.

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