题目内容
【题目】珊瑚中学物理兴趣小组设计了探测湖底未知属性的矿石密度的装置，其部分结构如图-甲所示．电源电压为6V，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的阻值随弹簧的拉力F变化关系如图-乙，T为容器的阀门．某次探测时，水下机器人潜入10m深的湖底取出矿石样品M．返回实验室后，将矿石样品M悬挂于P点放入容器中，保持静止状态．打开阀门T，随着水缓慢注入容器，电压表示数U随容器中水的深度h变化关系如图-丙中的实线所示．在电压表示数从2V变为4V的过程中，电流表示数变化值为0.2A（弹簧电阻忽略不计，矿石M不吸水，湖水密度与水相同，g=10N/kg）．求：
（1）定值电阻R1的阻值是多少？
（2）矿石M的重力为多少？
（3）矿石M浸没在水中的浮力为多少？
【答案】（1）10Ω （2）22.5N （3）7.5N
【解析】（1）由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，由图丙可知，当容器内水的深度在0～h1时，电压表的示数U2=2V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R1两端的电压：U1=U-U2=6V-2V=4V，电路中的电流： 
，由图丙可知，当容器内水的深度大于h2时，电压表的示数U2=4V，R1两端的电压：U1′=U-U2=6V-4V=2V，
电路中的电流： 
，因电流表示数变化值为0.2A，
所以， 
，解得：R1=10Ω；
（2）当容器内水的深度在0～h1时，电路中的电流： 
，滑动变阻器接入电路中的电阻： 
，
由图乙可知，此时拉力F1=22.5N，
当容器内水的深度大于h2时，电路中的电流： 
，
滑动变阻器接入电路中的电阻： 
，
由图乙可知，此时拉力F2=15N，
由于是往容器中缓慢注水，结合图丙可知：
①当容器内水的深度在0～h1时，矿石没有浸在水中，不受浮力，此时弹簧的拉力与重力平衡，拉力最大；②当容器内水的深度在h1～h2时，矿石浸在水中受浮力的作用，水的深度增加，浮力增大，拉力减小；③当容器内水的深度大于h2时，矿石浸没在水中，浮力最大且不变，此时拉力最小．由于F1=22.5N＞F2=15N，结合上述分析可知：矿石的重G=F1=22.5N，矿石浸没在水中时拉力为F2=15N；根据称量法测浮力可知，矿石浸没在水中时受到的浮力：F浮=G-F2=22.5N-15N=7.5N；
答：（1）定值电阻R1的阻值是10Ω；（2）矿石M的重力为22.5N；(3)矿石M浸没在水中的浮力为7.5N。
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【题目】如图所示为新型全封闭三轮电动摩托车的铭牌，在水平路面上以6m/s的速度匀速直线前进时，匀速行驶过程中的阻力为总重的0.06倍．（忽略空气的阻力，g取10N/㎏） 
空车质量/kg | 175 |
车上乘车人员/人 | 3 |
单个轮胎与地接触面积/cm2 | 110 |
轮胎承受最大压强/Pa | 1.2×105 |
（1）该全封闭电动摩托车的重力是多少？
（2）从轮胎安全的角度考虑，该车乘员最大质量是多大？在水平路面匀速行驶时电动摩托车受到的牵引力最大是多大？
（3）该电动摩托车快速行驶时对路面的压强与静止时相比，会有怎样的变化？并说明理由．
