Question

【题目】物理兴趣小组设计了一个便携式水深测量仪。它主要是由探头A和控制盒B构成，它们之间用有绝缘皮的细导线相连形成回路，如图甲所示。其中探头A是一个底面积为10cm2、高5cm、重2.5N的圆柱体，探头A的底部为压敏电阻R（R与水接触的表面涂有绝缘漆），工作时底部始终保持水平，压敏电阻R随表面压力大小的变化如图乙所示。A和B间的电路连接关系如图丙所示，其中电源电压恒为3V，电流表盘改装成深度表（导线的重力与体积均不计）。兴趣小组的同学将探头A缓慢放入水中，求：

（1）探头A有体积浸入水中时，R底部受到水的压强是多少帕？

（2）探头A全部浸入水中时，导线对探头A的拉力是多少牛？

（3）将探头投入看似不深的水平池底，静止时（R与池底未紧密结合）导线已松弛，电流表示数是0.4A，则表盘0.4A处应该标水的深度值为多少米？

Answer 1

【答案】（1） 250 （2）2N （3）7.3m

【解析】试题分析：本题属于力电综合问题，综合性强，难度较大。

（1）A浸入体积在水中时，R底部受到水的压强是： ；

（2）A全部浸入水中时受到的浮力为： ，

所以导线对A的拉力为：

；

（3）当电流是0.4A时， ,由图乙可知压力；

容器对A的支持力为；

所以水对A底部的压力为；

则水对A底部的压强为；

所以表盘0.4A处对应的水深度为。