Question

12．如圖所示是小明同學(xué)試制汽車油量表時(shí)繪制的原理圖，所用滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“100Ω，O.5A”字樣．
（1）他在試測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，油量在不斷增加，電壓表有示數(shù)但始終保持不變，此時(shí)電路故障可能是什么？如果添加一個(gè)電流表，如何作出進(jìn)一步判斷？
（2）排除故障后，滑片P滑到中點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)為4V，滑片P滑到A端時(shí)，電壓表示數(shù)變化了2V，求電源電壓和R₁的阻值．
（3）你認(rèn)為小明的設(shè)計(jì)有什么不足？如何改進(jìn)？分析下面2中改進(jìn)的優(yōu)缺點(diǎn)．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)電壓表示數(shù)不變時(shí)，由圖所示電路可知可能是串聯(lián)的電阻短路造成的；可將電流表接到串聯(lián)的電阻兩端，根據(jù)是否有示數(shù)分析解答；
（2）利用串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律列出關(guān)系式，求出即可；
（3）根據(jù)電路圖和電路特點(diǎn)分析不足并確定改進(jìn)方案；利用電路圖所示信息分析設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)．

解答 解：（1）當(dāng)電壓表有示數(shù)且不變時(shí)，由圖所示電路可知是串聯(lián)的電阻R₁短路造成的；可將電流表接到R₁兩端，若電流表無示數(shù)，則R₁短路；
（2）當(dāng)滑片P滑到中點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)為4V，因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器與R₁串聯(lián)，則由題意可得：
$\frac{4V}{50Ω}$=$\frac{U-4V}{{R}_{1}}$    ①
當(dāng)滑片P滑到A端時(shí)，電壓表示數(shù)變化了2V，即電壓表示數(shù)為4V+2V=6V，根據(jù)串聯(lián)電流相等可得：
$\frac{6V}{100Ω}$=$\frac{U-6V}{{R}_{1}}$    ②
由以上兩式聯(lián)立解得：U=12V，R₁=100Ω；
（3）由小明設(shè)計(jì)的電路圖可知，電壓表隨著油量的增加反而減小，不能正確反映油量的變化情況；
改進(jìn)后的電路圖可以看出當(dāng)有量增加時(shí)電壓表示數(shù)也隨著增加，能正確反映油量的變化情況．
答：（1）線路故障為定值電阻R₁短路；利用電流表并聯(lián)在定值電阻兩端無示數(shù)則是短路；
（2）電源電壓為12V；R₁阻值為100Ω；
（3）由小明設(shè)計(jì)的電路圖可知，電壓表隨著油量的增加反而減小，不能正確反映油量的變化情況；
改進(jìn)后的電路圖可以看出當(dāng)有量增加時(shí)電壓表示數(shù)也隨著增加，能正確反映油量的變化情況．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查學(xué)生對(duì)于線路故障和串聯(lián)電路特點(diǎn)的理解和掌握，屬于中檔題．