Question

某汽油储油罐的缺油提示器的工作原理如图所示：油罐中轻弹的上端固定在顶部，下端与一正方体浮块相连，浮块内有水平放置的磁铁。仅当浮块处于图中虚线位置时，固定在油罐侧壁处的开关S才能闭合，缺油指示灯L熄灭；当浮块低于虚线位置时，开关S断开，缺油指示灯L发光。

(1)请用笔画线代替导线将指示灯L接入电路：

（______）

(2)当储油罐内汽油量充足时，浮块应处于图中_____（选填“虚线位置”、“虚线位置上方”或“虚线位置下方”）；

(3)当向油罐内缓慢加汽油使浮块上升至图中虚线位置时，弹簧长度h=35cm；已知弹簧原长为30cm；弹簧长度每增加1cm，弹力增加1N，浮块（含磁铁）的质量为1.2kg，g取10N/kg。

①求此时浮块受到的浮力_____；

②求该浮块的体积_____：

③缺油指示灯刚熄灭时；浮块下表面到罐内油面的距离为_____cm；

(4)如果用该油罐储存比汽油密度更小的另一种油，则指示灯L的亮、灭情况为_____，请简述理由_____。

Answer

虚线位置 7N 1×10-3m3 10 一直亮 浮块浸没时所受浮力小于7N，则弹簧的弹力大于5N，弹簧伸长更多；加油后及时油量充足也无法上升到虚线位置，S无法闭合，缺油指示灯一直亮

【解析】

(1)[1]当浮块处于图中虚线位置时，固定在油罐侧壁处的开关S才能闭合，缺油指示灯L熄灭，故指示灯和开关并联。连接电路如图所示：

(2)[2]当储油罐内汽油量充足时，浮块应处于图中虚线位置，指示灯L熄灭。

(3)①[3]当向油罐内缓慢加汽油使浮块上升至图中虚线位置时，弹簧长度h=35cm；已知弹簧原浮块长为30cm，则弹簧伸长量为5cm，又因为弹簧长度每增加1cm，弹力增加1N，即此时拉力为5N。而浮块的质量为1.2kg，浮块的重力为

所以此时浮块所受浮力为

②[4]则浮块的排开汽油的体积为

浮块上升至图中虚线位置后，再装油时，指示灯不亮，即浮块位置不变，浮力，拉力都不在改变，也就是说此位置是临界位置，此时浮块是完全浸没的。此时浮块完全浸入则浮块体积为1×10-3m3。

③[5]缺油时，即上表面刚露出液面，指示灯刚熄灭，浮块下表面到罐内油面的距离即为浮块的高度，浮块体积为1×10-3m3，则正方体浮块的边长为0.1m，所以浮块下表面到罐内油面的距离10cm。

(4)[6][7]该油罐储存比汽油密度更小的另一种油，浮块浸没时所受浮力小于7N，则弹簧的弹力大于5N，弹簧伸长更多；加油后及时油量充足也无法上升到虚线位置，S无法闭合，缺油指示灯一直亮。