题目内容
如图甲是测量高于江水警戒水位装置的原理图．长方柱形绝缘容器A内部左右两面插有竖直薄金属板并与电路连接，底部有一小孔与江水相通，且容器底面低于警戒水位1m．已知电源电压恒为6V，小灯泡标有“4V 2W”字样（设灯丝工作电阻不变）．两金属板间的江水电阻R与x 的关系如图乙所示（x为容器内水柱高度h的倒数）．以下说法中正确的是（ ）
分析：（1）由乙图可知水位升高即容器内水柱高度h的倒数减小时江水电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流和灯泡两端的电压变化；
（2）当江水水位升高到警戒线时，容器内江水的电阻非常大，相当于断路，电压表的示数为0；
（3）由乙图读出当湖水过超警戒水位2.5m即x=0.4m-1时两金属板间的湖水电阻R，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，根据P=I2R求出容器内江水消耗的电功率；
（4）灯泡正常工作，灯泡两端电压为4V，根据欧姆定律求出电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出湖水电阻两端的电压，再根据欧姆定律求出湖水的电阻，根据图象得出R与x的表达式，再求出此时对应湖水水位高于警戒线的高．
（2）当江水水位升高到警戒线时，容器内江水的电阻非常大，相当于断路，电压表的示数为0；
（3）由乙图读出当湖水过超警戒水位2.5m即x=0.4m-1时两金属板间的湖水电阻R，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，根据P=I2R求出容器内江水消耗的电功率；
（4）灯泡正常工作，灯泡两端电压为4V，根据欧姆定律求出电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出湖水电阻两端的电压，再根据欧姆定律求出湖水的电阻，根据图象得出R与x的表达式，再求出此时对应湖水水位高于警戒线的高．
解答：解：（1）由乙图可知水位升高即容器内水柱高度h的倒数减小时，江水电阻变小，电路中的总电阻变小，
根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，灯泡两端的电压变大即电压表的示数变大，故A不正确；
（2）当江水水位升高到警戒线时，电路相当于断路，电压表示数刚好为0V，故B正确．
（3）由P=
可得，灯泡的电阻：
RL=
=
=8Ω，
由乙图读出当湖水过超警戒水位2.5m即x=0.4m-1时，R=8Ω，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴电路中的电流：
I=
=
=
A，
容器内江水消耗的电功率：
PR=I2R=（
A）2×8Ω=1.125W，故C不正确；
（4）灯泡正常发光时，通过灯泡的电流：
I′=
=
=0.5A；
由于A内湖水电阻R与L串联，则
R′=
=
=
=4Ω，
由图象可知，R与x时正比例函数设为R=kx，且x=0.5m-1时，R=10Ω则
k=
=
=20Ω?m，
当R=4Ω时，
x=
=0.2m-1，即h=5m，故D不正确．
故选B．
根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，灯泡两端的电压变大即电压表的示数变大，故A不正确；
（2）当江水水位升高到警戒线时，电路相当于断路，电压表示数刚好为0V，故B正确．
（3）由P=
| U2 |
| R |
RL=
| U2L额 |
| PL额 |
| (4V)2 |
| 2W |
由乙图读出当湖水过超警戒水位2.5m即x=0.4m-1时，R=8Ω，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴电路中的电流：
I=
| U |
| R+R0 |
| 6V |
| 8Ω+8Ω |
| 3 |
| 8 |
容器内江水消耗的电功率：
PR=I2R=（
| 3 |
| 8 |
（4）灯泡正常发光时，通过灯泡的电流：
I′=
| UL额 |
| RL |
| 4V |
| 8Ω |
由于A内湖水电阻R与L串联，则
R′=
| UI |
| I′ |
| U-UL额 |
| I′ |
| 6V-4V |
| 0.5A |
由图象可知，R与x时正比例函数设为R=kx，且x=0.5m-1时，R=10Ω则
k=
| R |
| x |
| 10Ω |
| 0.5m-1 |
当R=4Ω时，
x=
| 4Ω |
| 20Ω?m |
故选B．
点评：本题考查了欧姆定律和功率的计算，根据额定电压和额定功率求得电阻是比较典型的方法；由图象判断水位的高度，体现了物理在实际生活中的应用，这是本题的难点．
练习册系列答案
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2010年入夏以来，江南连降暴雨，湘江水位超过历史最高记录，如图甲是测量高于江水警戒水位装置的原理图．长方柱形绝缘容器A内部左右两面插有竖直薄金属板并与电路连接，底部有一小孔与湖水相通，且容器底面与警戒水位相平．已知电源电压恒为8V，小灯泡标有“4V 2W”字样（灯丝电阻不变）．两金属板间的湖水电阻R与x的关系如图乙所示（x为容器内水柱高度h的倒数，即）．求：
如图甲是测量高于江水警戒水位装置的原理图.长方柱形绝缘容器A内部左右两面插有竖直薄金属板并与电路连接，底部有一小孔与江水相通，且容器底面低于警戒水位1m.已知电源电压恒为6V，小灯泡标有“4V 2W”字样（设灯丝工作电阻不变）.两金属板间的江水电阻R与x的关系如图乙所示（x为容器内水柱高度h的倒数）.以下说法中正确的是 
| A．当江水水位升高时，电压表示数减小 |
| B．当江水水位升高到警戒线时，电压表示数刚好为0V |
| C．当容器内水柱高度h是2.5m时，容器内江水消耗的电功率是2.25W |
| D．当江水水位高于警戒水位4m时，小灯泡正常工作 |
