Question

【題目】如圖甲所示，電源電壓6 V保持不變，R0是阻值為10 Ω的定值電阻，R1是長(zhǎng)10 cm的均勻電阻絲，阻值為10 Ω。固定在輕質(zhì)彈簧下端的滑片P可隨彈簧的伸縮而上下移動(dòng)并始終與R1接觸良好。圓柱體A質(zhì)量為800 g，體積為200 cm3.此時(shí)A對(duì)容器底部的壓力為零，滑片P恰好在R1的最下端。輕質(zhì)彈簧阻值不計(jì)，其長(zhǎng)度的變化量ΔL與彈力F的關(guān)系如圖乙所示。

（1）向容器中緩慢加水到A完全浸沒(méi)在水中的過(guò)程中A受到的浮力________，電流表的示數(shù)逐漸________。（選填“變大”“變小”或“不變”）

（2）當(dāng)A完全浸沒(méi)在水中，電流表的示數(shù)為多大_____？（保留兩位小數(shù)）

（3）小明向容器中倒入另外一種液體，當(dāng)A完全浸沒(méi)時(shí)，電流表的示數(shù)為0.4 A，則液體的密度為多少___？

Answer 1

【答案】變大 變小 0.5 A 2.5×103 kg/m3

【解析】

（1）向容器中緩慢加水到圓柱體A完全浸沒(méi)在水中的過(guò)程中，圓柱體A的排開水的體積變大，則受到變大，彈簧的伸長(zhǎng)量變小，則R1連入電路的阻值變大，則電流表的示數(shù)變小。

（2）圓柱體A的重力G=mg=0.8 kg×10 N/kg=8 N

當(dāng)A完全浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力F浮=ρ水gV排 =1×103 kg/m3×10 N/kg ×200×10－6 m3=2 N

彈力F=G－F浮=8 N－2 N=6 N

根據(jù)圖乙可知彈簧伸長(zhǎng)量為6 cm，當(dāng)A不受浮力時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為8 cm，由此可知彈簧向上移動(dòng)2 cm，此時(shí)R1連入電路的阻值R1=×2 cm=2 Ω

電流表的示數(shù)I====0.5 A

（3）當(dāng)電流表的示數(shù)為0.4 A時(shí)，電路的總電阻R′===15 Ω

R1′=R′－R0=15 Ω－10 Ω=5 Ω

彈簧伸長(zhǎng)的變化量Δx=×5 Ω=5 cm

此時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量為8 cm－5 cm=3 cm

由圖乙可知，彈簧對(duì)物體的拉力為3 N

物體受到的浮力為：F浮′=G－F′=8 N－3 N=5 N

液體的密度ρ液===2.5×103 kg/m3