Question

如图所示，是一种自动测定油箱内油面高度的装置．R是滑动变阻器，它的金属片是杠杆的一端，R'是阻值为12Ω的定值电阻，电流表量程为0-0.6A，电源电压为6V，由油量表（用电流表改装）的指针指示的刻度就可知油箱内油的多少．求：
（1）定值电阻R'的主要作用．
（2）当油量表的指针指在刻度盘中央时，滑动变阻器两端电压是多少？
（3）能否用电压表代替电流表来改装成油量表接入这个电路？若能，怎么接？若不能，说明理由．

Answer

（1）由电路图可知，如果没有定值电阻，当油箱中的油量增加时，滑动变阻器接入电路的阻值会减小，当滑片P移到滑动变阻器下端时，电源会短路，会损坏油量表与电源，接入定值电阻起保护电路的作用；
（2）根据题意求出油量表的指针指在刻度盘中央时，电路电流，根据欧姆定律求出R′两端的电压，然后根据串联电路电压的规律求出滑动变阻器两端的电压；
（3）分析油量变化时，电路中滑动变阻器或定值电阻的电压是否变化，从而判断能否用电压表代替电流表来改装成油量表接入电路．
【解析】
（1）由电路图可知，电路中如果没有定值电阻R'，则当滑动变阻器滑片P滑到下端时，电路会短路，会损坏油量表与电源，由此可见，定值电阻R'的作用是：保护电路，避免短路．
（2）电流表量程是0～0.6A，油量表的指针指在刻度盘中央时，电路电流为I=0.3A，
定值电阻R′两端的电压：
U′=IR′=0.3A×12Ω=3.6V，
滑动变阻器两端电压：
U滑=U-U′=6V-3.6V=2.4V；
（3）由电路图可知：当油箱中的油量发生变化时，滑动变阻器接入电路的阻值发生变化，从而电路电流发生变化，滑动变阻器与定值电阻两端电压都发生变化，由此可知，滑动变阻器或定值电阻两端的电压变化能反应油箱油量的变化，因此可以将电压表与滑动变阻器或定值电阻并联，用电压表改装成油量表．
答：（1）定值电阻R'的主要作用是：保护电路，避免短路；
（2）当油量表的指针指在刻度盘中央时，滑动变阻器两端电压是2.4V；
（3）能；把电压表与滑动变阻器R或定值电阻R′并联．