Question

4．如圖所示是小亮設(shè)計(jì)的水位計(jì)工作原理圖，絕緣浮子隨水位的升降帶動(dòng)滑動(dòng)變阻器R的金屬滑桿P升降，通過電壓表的示數(shù)及指示燈L的亮度變化反應(yīng)水位升降．水位最低時(shí)，滑桿P位于R的a端，電路各處接觸良好，則下列判斷正確的是（　�。�

• A． 當(dāng)水位不變時(shí)，電壓表示數(shù)不變，指示燈不亮
• B． 當(dāng)水位下降時(shí)，電壓表示數(shù)變小，指示燈變暗
• C． 當(dāng)水位上升時(shí)，電壓表示數(shù)變小，指示燈變亮
• D． 若將電壓表改裝成水位計(jì)，則電壓表零刻度線即為水位計(jì)顯示的最小值

Answer 1

分析 （1）當(dāng)水位不變時(shí)，電路為通路，指示燈發(fā)光，變阻器接入電路中的電阻不變時(shí)電壓表的示數(shù)不變；
（2）由電路圖可知，指示燈與變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)變阻器兩端的電壓，根據(jù)水位的變化可知浮子的移動(dòng)、滑片的移動(dòng)，進(jìn)一步可知變阻器接入電路中電阻的變化，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化和指示燈兩端的電壓變化，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知變阻器兩端的電壓變化，根據(jù)P=UI可知燈泡實(shí)際功率的變化，進(jìn)一步可知燈泡亮暗的變化；
（3）根據(jù)電路圖分析電壓表零刻度線滑片的位置，然后得出答案．

解答 解：（1）當(dāng)水位不變時(shí)，電路處于通路狀態(tài)，燈泡發(fā)光，
此時(shí)變阻器接入電路中的電阻不變，變阻器兩端的電壓不變，即電壓表的示數(shù)不變，故A錯(cuò)誤；
（2）當(dāng)水位下降時(shí)，浮子帶動(dòng)滑片下移，變阻器接入電路中的電阻變小，電路中的總電阻變小，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流變大，指示燈兩端的電壓變大，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，變阻器兩端的電壓變小，即電壓的示數(shù)變小，
因P=UI，且燈泡的亮暗取決于實(shí)際功率的大小，
指示燈的實(shí)際功率變大，燈泡變亮，故B錯(cuò)誤；
反之，當(dāng)水位上升時(shí)，浮子帶動(dòng)滑片上移，接入電路中的電阻變大，指示燈的實(shí)際功率變小，指示燈變暗，電壓表的示數(shù)變大，故C錯(cuò)誤；
（3）若將電壓表改裝成水位計(jì)，則電壓表零刻度線時(shí)，即滑桿P位于R的a端處，此時(shí)水位最低，
則電壓表零刻度線即為水位計(jì)顯示的最小值，故D正確．
故選D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，要注意水位最低不是指水位計(jì)的零刻度線，但可以顯示水位計(jì)的最小值．