Question

【题目】一质量为30g、体积为50cm3的铁制小球放入盛水的薄玻璃容器中，在玻璃容器下方有一已经接入电路的螺线管，小灯泡标有“6V3W”字样，通过螺线管的电流I与螺线管对铁制小球的作用力F的关系如下表所示。本题中，g取10N/kg，灯丝电阻保持不变，不考虑小球与螺线管距离的远近对力F的影响，求：

I/A	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5
F/N	0.05	0.1	0.15	0.2	0.25

(1)断开开关，铁制小球静止时受到的浮力；

(2)闭合开关，调节滑动变阻器，使小灯泡消耗的功率为1.92W时，小球排开水的体积；

(3)闭合开关，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，当铁制小球静止时，小球对容器底的压力。

Answer 1

【答案】(1)0.3N；(2)50cm3；(3)0.05N

【解析】

(1)小球受到的重力

小球的平均密度

因为，所以，小球静止时漂浮在水面上，受到的浮力和自身的重力相等，即小球受到的浮力

(2)浸没在水中的小球所受浮力

由灯的铭牌知道，灯泡的电阻

灯泡的额定电流

查表可知，电路中的电流时，，分析受力知道

所以，铁制小球此时悬浮在水中，则

(3)当小灯泡正常发光时，电路中的电流

查表知道，此时通电螺线管对小球的吸引力，当小球沉底静止时，由力的平衡条件知道

小球受到的支持力

小球对容器底的压力和受到的支持力是一对相互作用力，所以，小球对容器底的压力

答：(1)断开开关，铁制小球静止时受到的浮力是0.3N；

(2)闭合开关，调节滑动变阻器，使小灯泡消耗的功率为1.92W时，小球排开水的体积是50cm3；

(3)闭合开关，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，当铁制小球静止时，小球对容器底的压力是0.05N。