Question

11．如圖甲所示，是表示自動(dòng)測(cè)定油箱內(nèi)油面高度的裝置．當(dāng)油箱內(nèi)油面高度在最高達(dá)1.2m，最低為0.2m位置時(shí)，R與油面高度h的關(guān)系如圖乙所示，定值電阻R₀=5Ω，A為油量表，它實(shí)際是一只量程為0～0.6A的電流表．電源電壓為6V且恒定不變．

（1）如圖甲所示，若此油箱內(nèi)油面為最高值1.2m時(shí)，請(qǐng)根據(jù)甲、乙兩圖分析計(jì)算電路中的電流是多少？
（2）在原電路把電流表去掉，換成電壓表并在R兩端，如圖丙所示，當(dāng)電壓表示數(shù)變大時(shí)，表示油箱中的油面在下降；（填“下降”或“上升”或“不變”）
（3）根據(jù)丙圖電路分析，當(dāng)電壓表的示數(shù)為4V時(shí)，定值電阻R₀消耗的電功率為多少？

Answer 1

分析 （1）由圖甲知R₀與R串聯(lián)，油量表（電流表）測(cè)電路中電流，由乙圖知油面高1.2m時(shí)R連入電路的阻值，由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律計(jì)算電路中電流；
（2）由串聯(lián)電路的分壓原理分析電壓表示數(shù)變大時(shí)R連入阻值的變化，從而分析油面的變化情況；
（3）由串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)知R₀兩端電壓，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$計(jì)算R₀消耗的電功率．

解答 解：
（1）由圖甲知R₀與R串聯(lián)，油量表（電流表）測(cè)電路中電流，
由乙圖知油面高1.2m時(shí)R連入電路的阻值為5Ω，
由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律計(jì)算電路中電流：I=$\frac{U}{R+{R}_{0}}$=$\frac{6V}{5Ω+5Ω}$=0.6A；
（2）圖丙中電壓表與R并聯(lián)，由串聯(lián)電路的分壓原理知，電壓表示數(shù)變大時(shí)，R連入電路的阻值變大，即滑片上移，由圖甲可知浮標(biāo)下降，即油面下降；
（3）串聯(lián)電路中總電壓等于各部分電路兩端電壓之和，
當(dāng)電壓表的示數(shù)為4V時(shí)，定值電阻R₀兩端電壓為：U₀=U-U_R=6V-4V=2V，
所以R₀消耗的電功率：P₀=$\frac{{{U}_{0}}^{2}}{{R}_{0}}$=$\frac{（{2V）}^{2}}{5Ω}$=0.8W．
答：（1）油箱內(nèi)油面為最高值1.2m時(shí)，電路中的電流是0.6A；
（2）下降；
（3）當(dāng)電壓表的示數(shù)為4V時(shí)，定值電阻R₀消耗的電功率為0.8W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用以及電功率公式的應(yīng)用，要能從圖象中獲取有用信息，屬于一道基礎(chǔ)題．