题目

图甲所示为一种自动蓄水装置示意图：轻质弹簧上端固定，下端与木块相连，轻质滑片P的右端固定在弹簧最下端，左端位于粗细均匀的金属电阻R2的最下端A处且接触良好，闭合S，水泵工作，向空水箱里缓慢注水，当P上滑至中点B处（离A端10厘米）时，水面到达设定高度，水泵自动停止注水。在此过程中，弹簧弹力F与滑片P上滑长度x之间的关系如图乙所示，已知：电源电压U=3伏恒定不变，电阻箱R1接入电路中的阻值为20欧，R2的总电阻为20欧，长度为20厘米。弹簧始终处于弹性限度范围内，不考虑线圈的电阻和滑片P滑动时的摩擦。 （1） 如果P滑至B处时，电磁铁恰好吸不住衔铁而上弹，水泵自动停止注水，此时通过电磁铁的电流为安。 （2） 木块所受的重力是牛。 （3） 当P滑至离A端5厘米处时，控制电路的电功率多大？ （4） 若将R1调至l0欧，则水箱内最高水位与原设定水位的高度差△h大于10厘米，其判断的理由是：。 答案： 【1】0.1 【1】5 解：此时有效阻值：R2=5Ω， I=U/（R0+R2）=3V/25Ω=0.12A，    P=UI=3V×0.12A=0.36W 【1】R1调至10Ω时，水泵工作继续向水箱内注水，当滑片从B处上滑至R2的最上端时，停止注水。木块上升的高度为10厘米，此过程中，木块所受浮力增大，浸入水中的深度增大，排开水的体积增大，所以水箱内最高水位与原设定水位的高度差△h将大于10厘米。

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