题目

如图甲所示是一种家庭水箱水位测量装置示意图，电源电压18V保持不变，电压表量程0﹣15V，电流表量程0﹣3A，R0是阻值为10Ω的定值电阻，R1是长20cm、阻值为20Ω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80cm，底面积为200cm2 ． 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，M全部露出水面前，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，电路中示数会随之减小的电表是． （2） 当水位处于最高处时，电压表的示数为多少？ （3） 当水位下降，圆柱体露出水面部分的长度为50cm时，电流表示数为多少？（g取10N/kg） 答案： 【1】电压表 当水位处于最高处时，滑片P恰好在R1的最上端，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流：I= UR0+R1 = 18V10Ω+20Ω =0.6A，电压表的示数：U1=IR1=0.6A×20Ω=12V； 当水位下降，圆柱体露出水面部分的长度为50cm时，圆柱体受到的浮力减小，△F浮=ρgV排=ρgSV露=1.0×103kg/m3×10N/kg×200×10﹣4m2×50×10﹣2m=100N，弹簧对圆柱体增加的拉力：△F=△F浮=100N，由图象可知，此时弹簧测力计的伸长量增加10cm，即轻质弹簧指针从最高处下降10cm，此时变阻器接入电路中的阻值：R1′=20Ω﹣ 20Ω20cm ×10cm=10Ω，电流表示数：I′= UR0+R1' = 18V10Ω+10Ω =0

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