Question

【題目】如圖甲所示是一種水箱水位測量裝置示意圖。電源電壓為12伏保持不變，R0是阻值為20歐的定值電阻，R1是長20厘米、阻值是40歐的電阻絲，滑片P把電阻絲與輕質(zhì)彈簧的指針連在一起。圓柱體M長80厘米，底面積為250厘米2。當(dāng)水位處于最高處時(shí)，M剛好浸沒在水中，滑片P恰好在R1的最上端。輕質(zhì)彈簧阻值不計(jì)，彈簧的伸長長度△L始終與受到的拉力F成正比，如圖乙所示。

（1）當(dāng)水位下降時(shí)，電路中電流表的示數(shù)是________(選填“增大”或“減小”)。

（2）當(dāng)水位處于最高處時(shí)，電流表的示數(shù)為多少？____

（3）當(dāng)水位下降，電壓表示數(shù)為6伏時(shí)，圓柱體露出水面部分的長度為多少厘米？____

Answer 1

【答案】增大 0.2A 40cm

【解析】

分析電路圖可得，電路為滑動變阻器R1與定值電阻R0組成的串聯(lián)電路，電流表測量電路的電流，電壓表測量R1兩端電壓，（1）當(dāng)水位下降時(shí)，圓柱體M隨之下降，滑動變阻器R1接入電路中的阻值減小，電路的總電阻減小，故電路中電流表的示數(shù)增大，（2）當(dāng)水位處于最高處時(shí)，R1=40Ω，R0=20Ω，則電路總電阻R總=R1+R0=40Ω+20Ω=60Ω,電路電流

，故電流表的示數(shù)為0.2A；（3）當(dāng)水位下降，電壓表示數(shù)為6伏時(shí)，根據(jù)串聯(lián)分壓，R0兩端電壓也為6V，滑動變阻器接入電路的阻值為20歐，指針恰好指在滑動變阻器的中點(diǎn)，由R1是長20厘米，可得彈簧的下端下降了10cm，由乙圖可知當(dāng)ΔL=10cm時(shí)，ΔF=100N，也就是浮力減小100N，ΔF浮=ρ水gΔV，得 ，圓柱體底面積為250cm 2，可得， 即圓柱體露出水面部分的長度為40cm。