Question

1．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，它的金属滑片是杠杆的一端，只能在电阻上滑动，当油面在A处时，滑动变阻器的滑片恰好在最下端；当油面在B处时，滑动变阻器的滑片恰好在最上端，从油量表读数最小，从油量表指针所指的刻度，可以知道油箱内油量的多少，现已知油的密度ρ=0.8×10⁵kg/m³，电源电压是6V，定值电阻R′的阻值是12Ω，
（1）油量表实际是一个电流表（选填“电压”或“电流”）；
（2）若浮标有2×10^-1m³的体积浸入油中，则油对它的浮力是多大？
（3）当油面处在A时，电路中的电流为多少？
（4）为了提高油量表的灵敏度，使油箱内油面的微小变化都明显反应在油量表上，请你提出2条合理的改进建议．

Answer 1

分析 （1）如图，油面上升通过浮子和杠杆使滑动变阻器连入的电阻变小，电路中的电流变大；油面下降通过浮子和杠杆使滑动变阻器连入的电阻变大，电路中的电流变小；据此回答；
（2）知道排开油的体积、油的密度，利用阿基米德原理求受到油的浮力；
（3）由题意可知，当浮标在A处时，滑片指在最下方，则滑动变阻器短路，电路中只有R′接入，则由欧姆定律可求电路中的电流（电流表的示数）．
（4）从电流表选择的量程；减小R的阻值；减小杠杆的摩擦；增大浮标的体积等角度分析．

解答 解：（1）当油面升高，浮子位置升高，在杠杆作用下，滑动变阻器连入电路的阻值变小，使电路中的电流变大，电流表示数变大；当油面下降，浮子位置降低，在杠杆作用下，滑动变阻器连入电路的阻值变大，使电路中的电流变小，电流表示数变小．把电流表表盘的刻度转换成油面高度就可以知道油箱内的存油量．由此可知，油量表实际是一个电流表；
（2）对它的浮力：
F_浮=ρ_油V_排g=0.8×10³kg/m³×2×10^-4m³×10N/kg=1.6N；
（3）当浮标在A处时，电路中只有R′，所以电路中的电流为I=$\frac{U}{R′}$=$\frac{6V}{12Ω}$=0.5A；
电流表测量电路中的电流，即示数为0.5A．
（4）为了提高油量表的灵敏度，使油箱内油面的微小变化都明显反应在油量表上，可以采用提高电源电压；选用分度值更小的电流表；减小R和R、的阻值；减小杠杆的摩擦；增大浮标的体积等方法．
答：（1）电流；
（2）油对它的浮力是1.6N；
（3）当油面处在A处时，电流表示数为0.5A．
（4）提高电源电压；选用分度值更小的电流表；减小R和R、的阻值；减小杠杆的摩擦；增大浮标的体积等．

点评 本题难点在第三问，考查欧姆定律的使用，重点在于如何根据题意分析电路的连接特点，从而根据物理知识求解．