Question

【题目】【2016宁波卷】如图甲所示是一种家庭水箱水位测量装置示意图，电源电压18V保持不变，电压表量程015V，电流表量程03A，R0是阻值为10Ω的定值电阻，R1是长20cm、阻值为20Ω的电阻丝，滑片P把电阻丝与轻质弹簧的指针连在一起。圆柱体M长80cm，底面积为200cm2。当水位处于 最高处时，M刚好浸没在水中，滑片P恰好在R1 的最上端。轻质弹簧阻值不计，M全部露出水面前，弹簧的伸长长度△L始终与受到的拉力F成正比， 如图乙所示。

（1）当水位下降时，电路中示数会随之减小的电表是 ．

（2）当水位处于最高处时，电压表的示数为多少？

（3）当水位下降，圆柱体露出水面部分的长度为50cm时，电流表示数为多少？（g取10N/kg）

Answer 1

【答案】（1）电压表 （2）12V （3）0．9A

【解析】（1）由图示可知，当水位下降时，滑片下移，电阻变小，总电阻变小，总电流变大，定值电阻两端的电压变大，所以电压表示数会变减小；（2）由题意可知，当水位处于最高处时，R1接入电路的阻值为20Ω，故R总=R1+R0=20Ω+10Ω=30Ω，I=U/R1=18V/30Ω=0．6A ，所以电压表的示数为U1=I1R1=IR1=0．6A×20Ω=12V；（3）当圆柱体露出水面部分的长度为50cm时，它所受的浮力减小：△F浮 =ρ水gSh高=1×103kg/m3×10N/kg×20×10-4m2×50×10-2m= 100N，弹簧对圆柱体的拉力增加△F=△F浮=100N，由图可知，当弹簧所受拉力增大100N时，弹簧伸长量△L增加10cm 即轻质弹簧指针从最高处下降10cm ，此时变阻器接入电路的阻值为：R1’=20Ω-1Ω/cm×10cm=10Ω，电流表示数 。