Question

【題目】圖所示為一種自動蓄水裝置示意圖：輕質(zhì)彈簧上端固定，下端與木塊相連，輕質(zhì)滑片P的右端固定在彈簧最下端，左端位于粗細均勻的金屬電阻R2的最下端A處且接觸良好，閉合S，水泵工作，向空水箱里緩慢注水，當P上滑至B處（R2的中點）時，水面到達設定高度，水泵自動停止注水，在此過程中，彈簧彈力F與滑片P上滑長度x之間的關系如圖所示， 已知：電阻箱R1接入電路中的阻值為20Ω，R2的總電阻為20Ω，長度為l；當線圈中電流I≥0.lA時，銜鐵被吸下。g= l0N/kg，彈簧始終處于彈性限度范圍內(nèi)，不考慮線圈的電阻和滑片P滑動時的摩擦。

(1)求電源電壓U____： (2)求木塊所受的重力___； (3)當P滑至B處時，求木塊浸入水中的體積____； (4)若將R1調(diào)至l0Ω，則水箱內(nèi)最高水位與原設定水位的高度差△h______ 0.5l(選填“>”、“<”或“=”)

Answer 1

【答案】 3V 5N 5×10-4m3 大于

【解析】（1）根據(jù)題意，當線圈中電流I≥0.lA時，銜鐵被吸下，由電流小于0.1A時銜鐵釋放，且R1與R2串聯(lián)，所以電源電壓為：

；

（2）當木塊在彈簧下面靜止時，彈力與木塊重是一對平衡力，所以彈力等于木塊的重，由圖知木塊最大彈力為5N，即木塊重為：；

（3）由圖知，當P滑至B處時，彈簧的彈力為零，即此時浮力等于重力，即，根據(jù)得：

；

（4）當水泵自動停止注水時，電路的總電阻為：

若將R1調(diào)至l0Ω，則水泵自動停止注水時R2的電阻為：

，即滑片到R2的最上端才會停止供水；

原來水位在B點，水面繼續(xù)上升時，在彈簧的作用下，木塊會被彈簧向下壓，即浮力增大了，當滑片上升到R2的最上端時，水面上升的高度一定會超過0.5L，即△h>0.5l。