Question

【题目】如图甲所示是一种水箱水位测量装置示意图。电源电压为12伏保持不变，R0是阻值为20欧的定值电阻，R1是长20厘米、阻值是40欧的电阻丝，滑片P把电阻丝与轻质弹簧的指针连在一起。圆柱体M长80厘米，底面积为250厘米2。当水位处于最高处时，M刚好浸没在水中，滑片P恰好在R1的最上端。轻质弹簧阻值不计，弹簧的伸长长度△L始终与受到的拉力F成正比，如图乙所示。

（1）当水位下降时，电路中电流表的示数是________(选填“增大”或“减小”)。

（2）当水位处于最高处时，电流表的示数为多少？____

（3）当水位下降，电压表示数为6伏时，圆柱体露出水面部分的长度为多少厘米？____

Answer 1

【答案】增大 0.2A 40cm

【解析】

分析电路图可得，电路为滑动变阻器R1与定值电阻R0组成的串联电路，电流表测量电路的电流，电压表测量R1两端电压，（1）当水位下降时，圆柱体M随之下降，滑动变阻器R1接入电路中的阻值减小，电路的总电阻减小，故电路中电流表的示数增大，（2）当水位处于最高处时，R1=40Ω，R0=20Ω，则电路总电阻R总=R1+R0=40Ω+20Ω=60Ω,电路电流

，故电流表的示数为0.2A；（3）当水位下降，电压表示数为6伏时，根据串联分压，R0两端电压也为6V，滑动变阻器接入电路的阻值为20欧，指针恰好指在滑动变阻器的中点，由R1是长20厘米，可得弹簧的下端下降了10cm，由乙图可知当ΔL=10cm时，ΔF=100N，也就是浮力减小100N，ΔF浮=ρ水gΔV，得 ，圆柱体底面积为250cm 2，可得， 即圆柱体露出水面部分的长度为40cm。