神奇的连通器

◎重庆市育才中学校 李建 李鸿 重庆市四十七中学 晏敏

连通器在生活中有多种用途，小到茶壶，大到船闸，都是利用了连通器的原理。下面，让我们自制一个简易连通器来探索其中的奥秘吧。

一、制作原理

物理学中把上端开口、下端连通的容器称为连通器。在连通器内装入同种液体后，当液体静止时，液面总是齐平的，这个原理被称为连通器原理。

连通器原理实际上是两个容器中液体的压强相同（p1=p2），由于是同种液体，其密度相同，所以液体的深度相同，即h1=h2。如果连通器有多个内腔时，每个内腔内的液面也都是齐平的，如图1，即h1=h2=h3=h4。

图1 连通器原理

二、制作材料

贴有序号标签的空矿泉水瓶（含盖子）4个，饮料吸管3根，热熔胶枪，电烙铁，剪刀，刻度尺，500 mL 滴有红墨水的水。

三、制作步骤

1.将4个空矿泉水瓶依次摆放在桌面上，取出1号瓶和4号瓶，用电烙铁分别在两个瓶子下方距离瓶底2 cm处开一个直径约5 mm 的小孔。

2.取出2号瓶和3号瓶，用电烙铁分别在两个瓶子下方距离瓶底2 cm 处的左右两侧各开一个直径约5 mm 的小孔。

3.用剪刀截取3根长度均为10 cm的吸管，将吸管插入小孔，依次连接1、2、3、4号瓶，在吸管接口处用热熔胶进行固定和密封，一个简易连通器就制作完成了，如图2所示。

图2 制成的简易连通器

四、实验探究

1.打开1号瓶瓶盖，往1号瓶中加满滴有少量红墨水的水，发现几乎没有水从1号瓶中流入其他瓶中。

2.顺次打开2号瓶、3号瓶、4号瓶瓶盖，发现水从1号瓶依次流入2号瓶、3号瓶、4号瓶，直到4个瓶子的液面全部齐平，如图3所示。

图3 顺次打开2号瓶、3号瓶、4号瓶瓶盖，水依次流入4个瓶中

3.再次进行实验。首先打开1号瓶、4号瓶的盖子，可以看到液体通过2号瓶、3号瓶流入4号瓶，而2号瓶和3号瓶的液面没有明显变化，如图4所示。

图4 2号瓶、3号瓶的液面没有明显变化

4.接着打开2号瓶、3号瓶瓶盖，发现2号瓶、3号瓶的液面开始上升，直至4个瓶子的液面全部齐平，如图5所示。

图5 4个瓶子的液面全部齐平

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从连通器到三峡船闸

三峡工程是当今世界最大的水利发电工程。三峡工程建成后，三峡水库的蓄水高度约为173米，如此高的水位，轮船是怎样通过三峡大坝的呢？

这就要用到船闸了。船闸正是利用了连通器的原理。三峡船闸由五级闸室构成，它全长6.4 公里，其中船闸主体部分1.6 公里，引航道4.8 公里。三峡船闸通过逐级降低水位，从而让万吨巨轮也能顺利通航。