Question

【題目】圖甲的儲(chǔ)水容器底部有質(zhì)量0.5kg，底面積100cm2的長(zhǎng)方體浮桶，桶上端通過(guò)輕質(zhì)彈簧與輕質(zhì)絕緣片A相連，A上方緊貼力敏電阻，位置固定，容器內(nèi)無(wú)水時(shí)彈簧長(zhǎng)度恰好等于原長(zhǎng)．容器底的側(cè)壁有出水閥門(mén)．如圖乙是力敏電阻所在的內(nèi)部控制電路，電源電壓 U=12 V，R0=10Ω，當(dāng)電流表示數(shù)為0.6A時(shí)，閥門(mén)感應(yīng)排水．力敏電阻R與它所受壓力F的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表所示，彈簧每壓縮lcm，產(chǎn)生的彈力是1N，且均在彈性限度內(nèi)．求：

(l)浮桶的重力是多少？

(2)當(dāng)力敏電阻所受壓力為4N時(shí)，電流表的示數(shù)是多少？

(3)當(dāng)閥門(mén)開(kāi)始排水時(shí)，容器內(nèi)的水深是多少？

Answer 1

【答案】(1)5N

(2)0.15A

(3)0.6m

【解析】

(1)浮桶的重力：

(2)由表格數(shù)據(jù)知，力敏電阻所受壓力為4N時(shí)，力敏電阻的阻值為70Ω，電路的總電阻：

電流表的示數(shù)：

(3)當(dāng)電流表示數(shù)為0.6A，此時(shí)電路中的總電阻：

此時(shí)力敏電阻的阻值：

由表格數(shù)據(jù)知，此時(shí)力敏電阻所受壓力為15N，根據(jù)物體間力的作用是相互的，所以彈簧給浮桶向下的壓力也是15N，浮桶受到豎直向上的浮力、豎直向下的重力和壓力，這三個(gè)力平衡，則此時(shí)浮桶受到的浮力：

浮桶排開(kāi)水的體積：

則浮桶浸入水中的深度為：

當(dāng)閥門(mén)打開(kāi)排水時(shí)，所以此時(shí)容器內(nèi)水的深度：

。