Question

如圖1是某同學設計的一個能夠測定油箱內油面高度的裝置，油量表是由學生用電流表改裝而成的，滑動變阻器R的金屬滑片P是杠桿的一端，當P在a端時電路中的電流為0.6A，表示油箱已滿；當P在b端時電路中的電流為0.1 A，表示油箱內無油。
 （1）在改裝表盤時，當他選擇的滑動變阻器R的最大阻值為50Ω時，他應選擇的電源電壓值和R'的阻值是多少?
（2）若油箱的容積為50L，請你按該同學的改裝，在電流表盤圖2上標出油量值為0、40L、50L的刻度位置（滑動變阻器接人的阻值隨浮標升降均勻變化；確定40L的位置時要求有運算過程）。
（3）你認為他在設計該裝置的電路時，在選擇器材的過程中應考慮什么問題?并說明理由。

                                                                              圖1                                                       圖2

Answer 1

解：（1）裝滿油時，U=I₁R'                   ①           
               無油時，U=I₂（R'+R）             ②
            解①和②得R'=10Ω，U=6V。
       （2）如圖所示，由題中的條件可知，當油量為40L時，滑動變阻器接入電路的阻值為10Ω，此時電路的電流：I===0.3A。

（3）①為保護電流表，選擇電源和R'時，電壓與R'的比值應小于（或等于）電流表的量程。（或應考慮當P在a點時電流不超過電流表的量程）②為了提高油量表的靈敏度，應選擇在電流表 0～0.6A的量程標注刻度；為了確保使油量在電流表0.1A～0.6A的范圍內變化，應考慮電源電壓、R'與R的合理配置。 （合理即可）