Question

1．如圖所示是一種自動測定油箱內(nèi)油面高度的裝置，R是滑動變阻器，它的金屬滑片是杠桿的一端，只能在電阻上滑動，當(dāng)油面在A處時，滑動變阻器的滑片恰好在最下端；當(dāng)油面在B處時，滑動變阻器的滑片恰好在最上端，從油量表讀數(shù)最小，從油量表指針?biāo)�指的刻度，可以知道油箱�?nèi)油量的多少，現(xiàn)已知油的密度ρ=0.8×10⁵kg/m³，電源電壓是6V，定值電阻R′的阻值是12Ω，
（1）油量表實(shí)際是一個電流表（選填“電壓”或“電流”）；
（2）若浮標(biāo)有2×10^-1m³的體積浸入油中，則油對它的浮力是多大？
（3）當(dāng)油面處在A時，電路中的電流為多少？
（4）為了提高油量表的靈敏度，使油箱內(nèi)油面的微小變化都明顯反應(yīng)在油量表上，請你提出2條合理的改進(jìn)建議．

Answer 1

分析 （1）如圖，油面上升通過浮子和杠桿使滑動變阻器連入的電阻變小，電路中的電流變大；油面下降通過浮子和杠桿使滑動變阻器連入的電阻變大，電路中的電流變小；據(jù)此回答；
（2）知道排開油的體積、油的密度，利用阿基米德原理求受到油的浮力；
（3）由題意可知，當(dāng)浮標(biāo)在A處時，滑片指在最下方，則滑動變阻器短路，電路中只有R′接入，則由歐姆定律可求電路中的電流（電流表的示數(shù)）．
（4）從電流表選擇的量程；減小R的阻值；減小杠桿的摩擦；增大浮標(biāo)的體積等角度分析．

解答 解：（1）當(dāng)油面升高，浮子位置升高，在杠桿作用下，滑動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�。�把電流表表盤的刻度轉(zhuǎn)換成油面高度就可以知道油箱內(nèi)的存油量．由此可知，油量表實(shí)際是一個電流表；
（2）對它的浮力：
F_浮=ρ_油V_排g=0.8×10³kg/m³×2×10^-4m³×10N/kg=1.6N；
（3）當(dāng)浮標(biāo)在A處時，電路中只有R′，所以電路中的電流為I=$\frac{U}{R′}$=$\frac{6V}{12Ω}$=0.5A；
電流表測量電路中的電流，即示數(shù)為0.5A．
（4）為了提高油量表的靈敏度，使油箱內(nèi)油面的微小變化都明顯反應(yīng)在油量表上，可以采用提高電源電壓；選用分度值更小的電流表；減小R和R、的阻值；減小杠桿的摩擦；增大浮標(biāo)的體積等方法．
答：（1）電流；
（2）油對它的浮力是1.6N；
（3）當(dāng)油面處在A處時，電流表示數(shù)為0.5A．
（4）提高電源電壓；選用分度值更小的電流表；減小R和R、的阻值；減小杠桿的摩擦；增大浮標(biāo)的體積等．

點(diǎn)評 本題難點(diǎn)在第三問，考查歐姆定律的使用，重點(diǎn)在于如何根據(jù)題意分析電路的連接特點(diǎn)，從而根據(jù)物理知識求解．