Question

生活中的物理
奇妙的電路
在汽車的儀表盤上有一個(gè)油量表來顯示油箱內(nèi)汽油的余量，當(dāng)汽油的余量低于一定值時(shí)，油量警告燈會(huì)發(fā)出警示，提醒駕駛員及時(shí)加油．油量表有量測(cè)單元和顯示單元兩個(gè)主要的部分，簡(jiǎn)單地說，量測(cè)單元測(cè)量油箱里還剩多少油，顯示單元顯示油箱里還剩多少油．量測(cè)單元是在汽車油箱里，由一個(gè)浮球連接一根金屬桿組成，其基本原理和廁所馬桶水箱的浮球差不多．如下頁圖，浮球通過硬鐵絲連接在可轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬桿的一端，金屬桿的另一端連接一個(gè)可變電阻．浮球在油箱中油面上位置高低的變化，經(jīng)由金屬桿改變接點(diǎn)在可變電阻上的位置，而這個(gè)可變電阻又連接到油量表顯示單元，油量表指針的轉(zhuǎn)動(dòng)則是受到通過可變電阻電流大小的控制．
油量表工作原理圖
一位初三同學(xué)自學(xué)了油量表的工作原理，又根據(jù)所學(xué)的物理知識(shí)成功制作了油量表自動(dòng)控制的模擬裝置，并感嘆到：原以為油量表的科技含量很高，沒想到工作電路卻是那么簡(jiǎn)單，真的很奇妙！

（1）在油量表工作原理圖1中，當(dāng)油桶內(nèi)油量增加時(shí)，浮子

上升

，硬鐵絲推動(dòng)杠桿（金屬桿）左端向

上

，杠桿右端向

下

，接人電路中的電阻絲的電阻

減小

，電流

增大

，油量表的指針向

右

偏轉(zhuǎn)，這說明油箱內(nèi)有足夠的油量．
（2）廚房用的抽油煙機(jī)里裝有照明燈和電動(dòng)機(jī)，它們有時(shí)同時(shí)工作，有時(shí)只有電動(dòng)機(jī)單獨(dú)工作．圖2中符合要求的電路是

B

．
（3）擊劍比賽中，當(dāng)甲方運(yùn)動(dòng)員的劍擊中乙方的導(dǎo)電服時(shí)，電路導(dǎo)通，乙方指示燈亮．請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)符合要求的電路，并畫出電路圖．

Answer 1

分析：（1）本題將杠桿知識(shí)和電學(xué)知識(shí)結(jié)合在一起，分析時(shí)，先從杠桿偏轉(zhuǎn)入手，再利用滑動(dòng)變阻器的變阻原理和歐姆定律進(jìn)行分析；
（2）由題意可知，照明燈和換氣扇都能各自獨(dú)立工作，說明它們的連接方式是并聯(lián)；
（3）根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)分析出兩燈的連接方式，并根據(jù)題意判定出這兩燈分別與哪個(gè)開關(guān)串聯(lián)．

解答：解：（1）在油量表工作原理圖1中，當(dāng)油桶內(nèi)油量增加時(shí)，浮子上升，硬鐵絲推動(dòng)杠桿（金屬桿）左端向上，杠桿右端向下，接人電路中的電阻絲的電阻減小，電流 增大，油量表的指針向右偏轉(zhuǎn)，這說明油箱內(nèi)有足夠的油量．
（2）要求電燈與風(fēng)扇相互不影響，能獨(dú)立工作，故應(yīng)使電燈與風(fēng)扇并聯(lián)，且各自的支路有一個(gè)開關(guān)控制，干路上沒有開關(guān)，故B符合；
（3）當(dāng)甲方運(yùn)動(dòng)員的劍擊中乙方的導(dǎo)電服時(shí)，乙方指示燈亮，而甲方指示燈不會(huì)亮；同理，當(dāng)乙方運(yùn)動(dòng)員的劍擊中甲方的導(dǎo)電服時(shí)，甲方指示燈亮，而乙方指示燈不會(huì)亮，由此可知這兩盞燈的連接方式為并聯(lián)，且S_甲與乙方的燈串聯(lián)，S_乙與甲方的燈串聯(lián)，如下圖所示：

故答案為：（1）上升；上；下；減小；增大；右；（2）B；（3）如上圖所示．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了利用所學(xué)知識(shí)解釋油量表的原理和串并聯(lián)電路的設(shè)計(jì)，關(guān)鍵是會(huì)分析杠桿和滑動(dòng)變阻器的工作特點(diǎn)以及知道串并聯(lián)電路的特點(diǎn)．