Question

3．如图甲是自动测量油箱的油量装置图，R是滑动变阻器，它的金属滑片是金属杠杆的一端，从油量表（由电流表改装而成）指针所指的刻度就可以知道油箱内油面的高度．
（1）请说明它的工作原理：当液面上升时，浮标受到的浮力变大，杠杆左端上翘，右端下沉，金属滑片下移，变阻器R₂连入电路的电阻变小，电流变大，即液面上升表的读数变大，反之液面下降时，液面下降表的读数变小．；
（2）定值电阻R的作用是：保护电路；
（3）小圈想在此装置中接入一块电压表，而不用电流表，使流量增加时电压表示数变大，电压表应并连接在图乙中C．
A．AC之间  B．AD之间 C．CD之间 D．AO之间 

Answer 1

分析 （1）该装置涉及到浮力、杠杆、滑动变阻器、电流表等相关知识，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；据此分析；
（2）从油面位置的变化入手，注意当滑片移到最下端时，电路可能发生的变化；
（3）由电路图可知，滑动变阻器与定值电阻串联，根据油量的变化可知浮子移动的方向，进一步可知滑片移动的方向，从而得出变阻器接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和定值电阻两端的电压变化，根据串联电路的电压特点可知变阻器两端的电压变化，然后判断电压表的位置

解答 解：（1）由图可知，当液面上升时，浮标受到的浮力变大，杠杆左端上翘，右端下沉，金属滑片下移，变阻器R连入电路的电阻变小，电流变大，即液面上升表的读数变大，反之液面下降时，液面下降表的读数变小
（2）当油面上升到一定高度时，滑动变阻器接入电路的电阻为零，
因此R′在电路中起保护电路的作用；
（3）由电路图可知，滑动变阻器与定值电阻串联，油量增加时，浮子上移，滑片下移，变阻器接入电路中电阻变小，电路中的总电阻变小，
由I=$\frac{U}{R}$可知，电路中的电流变大，由U=IR可知，定值电阻两端的电压变大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压变小，
根据题目要求，油量增加时电压表示数变大，所以，电压表应并连接在定值电阻两端，即图中的CD之间，故C正确，ABD错误．
故答案为：（1）当液面上升时，浮标受到的浮力变大，杠杆左端上翘，右端下沉，金属滑片下移，变阻器R连入电路的电阻变小，电流变大，即液面上升表的读数变大，反之液面下降时，液面下降表的读数变小；（2）保护电路；（3）C．

点评 解答此题的关键是明白油量表的工作原理；此题涉及到了欧姆定律的应用，电流表的使用，滑动变阻器的使用等知识点，综合性较强，但都属于各知识点的基础知识，属于中档题．