Question

20．如圖所示，為某一型號(hào)的汽車(chē)測(cè)量顯示裝置示意圖，它能自動(dòng)測(cè)量汽車(chē)油箱內(nèi)油量的多少，R是滑動(dòng)變阻器，從電流表指針?biāo)�指的刻度，就可以知道油箱�?nèi)珠多少，所以可以將電流表看做油量表，請(qǐng)你運(yùn)用所學(xué)的物理知識(shí)，回答下列問(wèn)題：
（1）請(qǐng)說(shuō)出該裝置中涉及到的兩個(gè)物理知識(shí)．
（2）請(qǐng)簡(jiǎn)述把電流表改裝成油量表的原理．
（3）油箱內(nèi)的油量與電阻R的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表所示，已知定值電阻R′的阻值為5Ω，電源電壓為5V，試計(jì)算油量為4L時(shí)，電流表的示數(shù)及電路中消耗的總功率．

油量（L ）	電阻R（Ω）
6	5
5	10
4	15
3	20

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題意，并結(jié)合圖示可聯(lián)想到所學(xué)過(guò)的浮力、杠桿、串聯(lián)電路等知識(shí)，然后從這幾個(gè)方面加以分析，即可解答；
（2）分析圖中油面變化時(shí)電路中電阻的變化，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化，據(jù)此進(jìn)行解答；
（3）由表格數(shù)據(jù)可知油量為4L時(shí)電阻R的阻值，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中電流表的示數(shù)，利用P=UI求出電路中消耗的總功率．

解答 解：（1）汽車(chē)油量顯示裝置主要是利用了浮力和電學(xué)知識(shí)，油箱中的浮標(biāo)會(huì)隨著油量上下浮動(dòng)，這樣會(huì)控制接入電路中的電阻變化，從而導(dǎo)致電流表的示數(shù)變化，所以我們可以通過(guò)觀察電流表的示數(shù)判斷油量的多少．
（2）由圖可知，當(dāng)油面升高時(shí)，浮子位置升高，在杠桿作用下，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值變小，使電路中的電流變大，電流表示數(shù)變大；當(dāng)油面下降，浮子位置降低，在杠桿作用下，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值變大，使電路中的電流變小，電流表示數(shù)變�。话央娏鞅肀肀P(pán)的刻度轉(zhuǎn)換成油面高度或油箱內(nèi)油的體積就可以知道油箱內(nèi)的存油量．
（3）由表格數(shù)據(jù)可知，油量為4L時(shí)，電阻R=15Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中電流表的示數(shù)：
I=$\frac{U}{R+R′}$=$\frac{5V}{15Ω+5Ω}$=0.25A，
電路中消耗的總功率：
P=UI=5V×0.25A=1.25W．
答：（1）浮力、串聯(lián)電路等（答案不唯一）；
（2）由圖可知，當(dāng)油面升高時(shí)，浮子位置升高，在杠桿作用下，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值變小，使電路中的電流變大，電流表示數(shù)變大；當(dāng)油面下降，浮子位置降低，在杠桿作用下，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值變大，使電路中的電流變小，電流表示數(shù)變��；把電流表表盤(pán)的刻度轉(zhuǎn)換成油面高度或油箱內(nèi)油的體積就可以知道油箱內(nèi)的存油量；
（3）油量為4L時(shí)，電流表的示數(shù)為0.25A，電路中消耗的總功率為1.25W．

點(diǎn)評(píng) 本題是利用所學(xué)知識(shí)解釋油量表的原理，是一道力學(xué)和電學(xué)的綜合題，學(xué)以致用，符合新課標(biāo)的要求．