Question

14．如图所示是小刚同学设计的一种测定油箱内油面高度的实验装置．
（1）请你分析它的工作原理是：油箱内油面下降时，金属滑片向上端移动，电流表示数会变大．
（2）请你对小刚同学在设计中使用电阻R₁做出评价：可以保护电流表不被烧坏．
（3）你认为该设计中值得改进的方面是：①把变阻器R₂的接线柱换一下；
②去掉电流表改为电压表与R₁并联．．

Answer 1

分析 （1）由电路图可知，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大，电路中的电流变小；油面下降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．
（2）如果没有定值电阻的话，则当邮箱中的油越来越多的时候，滑动变阻器的阻值就会越来越小，此时电路中的电流就会越来越大，可能会烧坏油量表．
（3）一般我们认为电流表的示数越大说明油箱内的油越多，反之会越少，据此可知设计中值得改进的方面．

解答 解：（1）它的工作原理是：油箱内油面下降时，金属滑片向上端移动，变阻器连入的电阻变大，电流表示数会变大．
（2）如果油箱中的油越来越少时，滑动变阻器的阻值就会越来越小，此时电路中的电流就会越来越大，为了防止由于电流过大或出现短路而烧坏油量表（电流表），应该给电路中串联一个定值电阻，这样就可以防止电路中的电流过大而烧坏仪表．
（3）由于当R₂的连接方式如图所示时，油箱内油面下降，金属滑片向上端移动，电流表示数会变小，反之变大．则应采取油面升高，电表示数变大；所以，
①应把变阻器R₂的接线柱换一下；
②去掉电流表改为电压表与R₁并联．
故答案为：（1）油箱内油面下降时，金属滑片向上端移动，电流表示数会变大．
（2）可以保护电流表不被烧坏；
（3）①把变阻器R₂的接线柱换一下；
②去掉电流表改为电压表与R₁并联．

点评 本题主要考查学生根据图示信息结合所学物理知识进行分析的能力，该题有一定的创新性，是一道好题．