Question

【題目】如圖是小強(qiáng)設(shè)計(jì)的一種汽車油量表裝置，R1是粗細(xì)均勻的弧形滑動變阻器（兩端黑點(diǎn)表示接線柱），金屬滑片P做成一根可以繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動的杠桿，另一端通過一根可以自由轉(zhuǎn)動的輕桿和浮標(biāo)相連，油量表是用量程為3V的電壓表改裝而成，要求它的示數(shù)隨汽油液面的下降而減小，當(dāng)繼電器線圈中電流I≥0.5A時，提示燈亮表示油量不足，電源電壓U=6V，汽油密度ρ汽=0.7×103kg/m3 ， 線圈電阻不計(jì)．
（1）為達(dá)到上述要求，只需在圖中加一根導(dǎo)線即可，請?jiān)趫D中用筆畫線完成電路；
（2）完成電路后，小強(qiáng)進(jìn)行電路調(diào)試，已知當(dāng)油箱加滿時（汽油體積為V1），滑片P在A處，R1接入電路的阻值為10Ω，為使此時油量表指針指在3V處，電阻箱R2應(yīng)調(diào)至多大？
（3）調(diào)試結(jié)束后，當(dāng)汽油消耗至提示燈剛亮?xí)r，求此時R1的電功率；
（4）某加油站在汽油中摻入一種與汽油能夠相溶的有機(jī)物后進(jìn)行銷售（ρ有機(jī)物=0.97×103kg/m3），若將此種汽油加入該油箱，當(dāng)油量表顯示已滿時，油箱內(nèi)所加這種汽油的體積V2V1（選填“＞”、“＜”或“=”），理由是 ．

Answer 1

【答案】
（1）解：如下圖所示：

（2）解：當(dāng)電壓表示數(shù)為3V，控制電路中的電流：I= = =0.3A，

由I= 可得，電路中的總電阻：R總= = =20Ω，

因?yàn)榇��?lián)電路中總電阻等于各部分電阻之和，所以R2=R總﹣R1=20Ω﹣10Ω=10Ω

（3）解：根據(jù)題意可知，燈剛亮?xí)r，I′=0.5A，

由I= 可得，電路中的總電阻：R總′= = =12Ω，

因?yàn)榇��?lián)電路中總電阻等于各部分電阻之和，所以R1=R總′﹣R2=12Ω﹣10Ω=2Ω；

R1的電功率：P=I′2R1=（0.5A）2×2Ω=0.5W

（4）＜；油量表顯示已滿時，浮標(biāo)兩次受到的浮力相等，而摻入有機(jī)物后，使汽油密度變大，浮標(biāo)排開液體體積減小，液面比加純汽油時要低
【解析】解：（1.）使滑動變阻器與R2串聯(lián)，電壓表測量滑動變阻器兩端電壓，如下圖所示：
（4.）油量表顯示已滿時，浮標(biāo)兩次受到的浮力相等，而摻入有機(jī)物后，使汽油密度變大，浮標(biāo)排開液體體積減小，液面比加純汽油時要低，故有V2＜V1 ．
答：（2）電阻箱R2應(yīng)調(diào)至10Ω；（3）R1的電功率為0.5W；（4）＜；油量表顯示已滿時，浮標(biāo)兩次受到的浮力相等，而摻入有機(jī)物后，使汽油密度變大，浮標(biāo)排開液體體積減小，液面比加純汽油時要低．
【考點(diǎn)精析】認(rèn)真審題，首先需要了解物體的浮沉條件及其應(yīng)用(物體的浮沉條件：浸沒在液體中的物體 F浮＞G 時上浮，F(xiàn)浮 = G 時懸浮，F(xiàn)浮 ＜G 時下沉．物體浮沉條件的應(yīng)用舉例：（1）輪船（2）潛水艇（3）氣球（4）飛艇、熱氣（5）密度計(jì)（密度計(jì)的刻度是從上到下刻度變大，刻度不均勻，且刻度無單位．）)，還要掌握歐姆定律及其應(yīng)用(歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越�。�（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）)的相關(guān)知識才是答題的關(guān)鍵．