11. 小明家的屋顶上有一水池,他设计了一种自动测量水池内水位高低的装置,如图14-2-14所示。R是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,从水位表(由电流表改装而成)指针所指的刻度,就可知道水池内水位的高低。下列说法中错误的是(
B
)。
A.AB应是金属杆
B.AB与浮标的连接可用软绳
C.$R'$在电路中起保护作用
D.改装电流表的刻度盘时,电流表示数大的刻度应改为水位高的数字

图14-2-14
解析:
【分析】
要判断各选项正误,需先明确装置工作原理:浮标随水位升降带动杠杆AB绕O点转动,杠杆带动滑动变阻器R的滑片移动,改变电路总电阻,进而改变电路电流(水位表为电流表改装)。再逐一分析选项:
1. 选项A:AB需连通滑动变阻器的电路,必须是导体,金属杆是导体,符合要求,A正确;
2. 选项B:杠杆需传递浮标的力带动滑片移动,软绳无法传递力使杠杆转动,不能实现阻值调节,B错误;
3. 选项C:R'串联在电路中,当滑动变阻器接入电阻过小时,可限制电流,防止电流过大烧坏电表,起保护作用,C正确;
4. 选项D:水位越高,浮标上移,杠杆使R接入电阻越小,根据欧姆定律电路电流越大,因此电流表示数大对应水位高,D正确。综上,错误选项为B。
【解析】
该装置电路为R'与滑动变阻器R串联,水位表是电流表改装:
A选项:AB作为杠杆,需导电以连通滑动变阻器电路,金属杆是导体,A正确;
B选项:若AB与浮标用软绳连接,浮标升降时软绳无法带动杠杆绕O转动,不能改变R的阻值,无法测量水位,B错误;
C选项:当滑动变阻器接入电阻为0时,R'可避免电路短路,防止电流过大损坏电表,起保护作用,C正确;
D选项:水位越高,浮标上移,R接入电阻越小,电路电流I=U/(R+R')越大,因此电流大的刻度对应水位高,D正确。本题要求选错误项,故选B。
【答案】
B
【知识点】
滑动变阻器应用、欧姆定律、杠杆原理
【点评】
本题结合杠杆与电路知识,考查对自动水位测量装置工作原理的理解,需逐一分析选项合理性,属于中等难度的基础应用题。
【难度系数】
0.5