Question

小宇自制了一個測定水箱水面高度的裝置，如圖20甲所示，R是滑動變阻器當水面在A處時，水面高60cm，滑動變阻器的滑片P恰好在最下端；當水面在B處時，水面高10cm，滑片P在最上端，從水位表（由電流表改裝而成）指針所指刻度，可知水箱內(nèi)水面高度。電流I和水面高h關(guān)系的圖象如圖20乙所示，已知浮標體積為6×10^－4m³，電源電壓6V不變。求：

(1)當浮標體積的1/3浸入水中時，浮標所受浮力是多少？

(2)當水面在A處時，水箱底所受的壓強是多少？

(3)R₁的阻值是多少？

(4)當滑動變阻器連入電路的阻值為20Ω時，水面高度是多少？

Answer 1

（1）F_浮=ρ_液V_排g=1/3 V_標ρ_液g=1/3×6×10^-4m³×1×10³kg/m³×10N/kg=2N…………（2分）

（2）p_A=ρ_液gh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.6m=6×10³pa…………（2分）

（3）當水面在A處時，滑動變阻器接入電阻為零，此時電路中只有電阻R₁。由圖像可知此時電流為0.6A…………（1分）

∵I=U/R  ∴R₁=U/I=6V/0.6A=10Ω  …………（1分）

（4）此時滑動變阻器與R₁串聯(lián)。…………（1分）

I^’=U/(R₁+R_滑)=6V/(10Ω+20Ω)=0.2A…………（1分）

由圖像可知此時h為40cm.