Question

17．如图所示，是一种自动控制油箱内油面高度的部分电路，油量表试剂上是由电压表改装而成的，金属杠杆的右端时滑动变阻器的滑片，从油量表指针所指刻度，就可以知道油箱内油面的高度．
（1）水箱中的浮标需用密度小于水的密度的材料制成；电路中R₀的作用是保护电路．
（2）若要求当油箱中的油用完时，油量表的示数为零，请用笔画线代替导线，在图中完成电路的连接．

Answer 1

分析 （1）利用物体的浮沉条件进行分析．物体密度小于液体密度时，物体漂浮；物体密度大于液体密度时，物体下沉；物体密度等于液体密度时，物体悬浮；
根据电压表使用时并联、电流表使用时串联判断油量表的类型；如果没有定值电阻的话，则当油箱中的油越来越少的时候，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，可能会烧坏电源；
（2）用电压表做油量表，当油箱中的油用完时，滑片移到变阻器的最上端，滑动变阻器连入电路的电阻应该为零，此时电压表与滑动变阻器R并联，油量表（电压表）的示数才可能为零．

解答 解：（1）水箱内的浮标应漂浮在水面上，所以浮标的密度应小于水的密度；
如果油箱中的油越来越少的时候，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，为了防止由于电流过大而烧坏电源，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电源．
（2）当油面下降时，滑片P向上运动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，根据欧姆定律可知，电流将增大；
由U=IR可知，定值电阻R₀两端的电压随着电流的增大而增大，而电源电压不变，根据串联电路分压的特点可知，滑动变阻器两端电压减小，所以油量表应是电压表，并且与滑动变阻器并联，才能出现当油面下降时，电压表的示数也减小的情况，且油箱中的油用完时，油量表（电压表）的示数为零．电路图如下：

故答案为：（1）小于；保护电路；（2）如图．

点评 本题是利用所学知识解释油量表的原理，是一道力学和电学的综合题，学以致用，符合新课标的要求．