题目内容
20．如图1所示是一种自动测定水箱内水面高度的装置，从水位表（由电流表改装而成）指针所指刻度，可知水箱内水面高度．电流I和水面高度h关系图象如图2所示．已知OA=20cm，OB=40cm，浮标质量m=100g，浮标体积为5×10-4m3，电源电压6V不变，定值电阻阻值10Ω，不计轻杆质量．g=10N/kg，求：
（1）浮标的密度；
（2）当滑动变阻器连入电路阻值为10Ω时，水面高度是多少？
（3）若杠杆在水平位置时，浮标有$\frac{1}{2}$体积浸没在水中，求浮子所受到的浮力和轻杆B端受到的阻力（水的密度ρ=1.0×103kg/m3）．
分析 （1）已知浮标质量和体积，利用密度公式求得浮标的密度；
（2）当滑动变阻器连入电路的阻值为10Ω时，求出总电阻，利用欧姆定律求此时电路中的电流，根据图2得出水面高度．
（3）已知浮子的体积，利用F浮=ρgV排可求得浮子所受浮力的大小，而浮力的大小等于F浮=FA+G，可求杠杆A端受到的力，再利用杠杆平衡条件求轻杆B端受到的阻力，
解答 解：（1）浮标的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.1kg}{5×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=0.2×103kg/m3，
（2）当滑动变阻器连入电路的阻值为10Ω时，电路中的电流：
I=$\frac{U}{{R}_{1}+R}$=$\frac{6V}{10Ω+10Ω}$=0.3A，
由图2知，h=50cm．
（3）浮子所受浮力F浮=$\frac{1}{2}$ρ水Vg=$\frac{1}{2}$×1.0×103kg/m3×5×10-4m3×10N/kg=2.5N．
对于浮球受到的浮力F浮=FA+G；
杠杆A端受到的力：
FA=F浮-G=2.5N-0.1kg×10N/kg=1.5N
根据杠杆的平衡条件FA×OA=FB×OB，所以杠杆B端作用力：
FB=$\frac{OA}{OB}$×FA=$\frac{20cm}{40cm}$×1.5N=0.75N，
答：（1）浮标的密度为0.2×103kg/m3；
（2）当滑动变阻器连入电路阻值为10Ω时，水面高度是50cm；
（3）浮子所受到的浮力为2.5N，轻杆B端受到的阻力为0.75N．
点评 本题考查了学生对杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，欧姆定律和阿基米德原理的掌握和运用，本题关键：一是从电流I和水面高h关系的图象得出相关信息，二是欧姆定律的灵活运用．
练习册系列答案
相关题目
如图所示，一个学生想测自己登楼梯的功率，为此，他必须测量的物理量有：自身质量m、登楼的高度h和登楼时间t．
8．从第46届世乒赛开始，乒乓球比赛项目中，使用的乒乓球都改用“大球”，这里所说的“大球”是把原来乒乓球的直径增加了（ ）
| A． | 2μm | B． | 2mm | C． | 2cm | D． | 2dm |
15．下列有关声音的说法正确的是（ ）
| A． | 声音可以在真空中传播 | B． | 声音是由物体的振动产生的 | ||
| C． | 深夜，优美的歌声不是噪声 | D． | 发声体振动频率越高，响度越大 |
5．学习物理，是为了能正确解释日常生活中的现象，下列做法与物理知识相对应的是（ ）
| A． | 北方冬季，道路结冰时，常在汽车轮胎上系上铁链-----增大压强 | |
| B． | 爬山时，穿凹凸不平的鞋-----增大摩擦 | |
| C． | 家用塑料吸盘紧吸在墙上-----分子间存在引力 | |
| D． | 春季人们常在公园里放风筝，风筝能升空------浮力 |
12．下列现象与物态变化的对应关系中正确的是（ ）
| A． | 严冬，堆砌的雪人变小--熔化 | B． | 用吹风机将湿头发吹干--升华 | ||
| C． | 水烧开时，壶嘴出现“白气”--液化 | D． | 放在衣柜里的樟脑丸变小了--汽化 |
9．
小明家的浴室新安装了一台可供取暖和照明的新型家用电器--浴霸．该浴霸的部分数据如表所示，其简化电路图如图所示，图中L为照明灯，L1、L2是两盏红外线取暖灯．求：（小数点后保留两位小数）
（1）该浴霸照明灯正常工作时，通过照明灯的电流是多少？
（2）断开开关S，闭合开关S1和S2，该浴霸取暖灯正常工作时，该电路的总电阻是多少？
（3）当L、L1、L2都同时正常工作时，10min内浴霸消耗的电能是多少？
小明家的浴室新安装了一台可供取暖和照明的新型家用电器--浴霸．该浴霸的部分数据如表所示，其简化电路图如图所示，图中L为照明灯，L1、L2是两盏红外线取暖灯．求：（小数点后保留两位小数）| 额定电压 | 频率 | 额定功率 | ||
| 取暖 | 照明 | |||
| 220V | 50Hz | L1 | L2 | L |
| 300W | 300W | 60W | ||
（2）断开开关S，闭合开关S1和S2，该浴霸取暖灯正常工作时，该电路的总电阻是多少？
（3）当L、L1、L2都同时正常工作时，10min内浴霸消耗的电能是多少？
11．
如图所示为小科设计的遮光感烟探测器部分工作原理图．在一个外部光线无法进入的烟室中，装有一个激光发生器及带有一感光电阻（R0）的电路，R为定值电阻，电源电压恒定；当烟雾进入烟室后，激光被烟雾遮挡而使感光电阻的阻值发生变化．当烟雾达到某一浓度时，探测器便会发出警报．已知光照越强，感光电阻阻值越小，反之则越大．当烟雾进人烟室并越来越浓时，则（ ）
如图所示为小科设计的遮光感烟探测器部分工作原理图．在一个外部光线无法进入的烟室中，装有一个激光发生器及带有一感光电阻（R0）的电路，R为定值电阻，电源电压恒定；当烟雾进入烟室后，激光被烟雾遮挡而使感光电阻的阻值发生变化．当烟雾达到某一浓度时，探测器便会发出警报．已知光照越强，感光电阻阻值越小，反之则越大．当烟雾进人烟室并越来越浓时，则（ ）| A． | 电压表示数变大，电流表示数变大 | B． | 电压表示数变大，电流表示数减小 | ||
| C． | 电压表示数不变 电流表示数增大 | D． | 电压表示数变小，电流表示数减小 |