Question

【题目】如图甲所示的装置中，水平地面上放着重为8N薄壁柱形容器，底面积为400cm2，内装有5cm深的水，A、B是边长均为10cm的正方体，B的重力为20N。轻质杠杆支点为O，A物体通过轻质弹簧和B物体通过细线分别挂于杠杆的C、D两点，lOC:lOD=1:2。B物体底部安装了压敏电阻片R，R所在的电路放在了B物体内(R所在的电路重力可忽略不计)，电路如图乙所示，电源电压恒为3V。B物体底部R阻值随地面对它的支持力F变化的关系如图丙所示，整个装置放在水平地面上，杠杆始终处于水平平衡状态，此时A的下表面恰好与水面接触，电流表的示数为0.15A。已知弹簧受到的力每改变2N，其长度就改变1cm(弹簧形变均在弹性限度内)。求：

(1)B物体自由放在水平地面上时，电流表的示数；

(2)A物体的重力；

(3)若容器足够高，向容器中缓慢加入一定量的水，直到电流表的示数恰好为0.2A，此时容器对水平地面的压强。

Answer 1

【答案】(1)0.3A；(2)20N；(3)

【解析】

(1)由于B的重力为20N，当自由放在水面时，对地面的压力也是20N。由图丙可知，当F=20N时，压敏电阻的阻值为

由图乙可知，压敏电阻两端电压等于电源电压3V，则

(2) 由杠杆处于水平平衡状态，A的下表面恰好与水面接触，电流表的示数为0.15A，可知压敏电阻阻值为

由图丙可知此时地面对B的支持力为

则D点受到的拉力为

由杠杆平衡条件可知

根据题意，有

lOC:lOD=1:2

则

A的下表面恰好与水面接触时，重力等于，即

(3) 电流表的示数为0.2A时

由图丙可知地面对B的支持力为15N，所以D点受到的拉力为

由杠杆平衡原理知

即

对A受力分析，A受重力、拉力和，所以

则

根据公式得

则加入水的深度

所以容器中水的总重为

则

答：(1)B物体自由放在水平地面上时，电流表的示数为0.3A；

(2)A物体的重力为20N；

(3)容器对水平地面的压强是。