温州地区常下暴雨,导致水库水位超过警戒线产生危险。为自动测量水库水位超出警戒线的高度,小明设计了一台简易水位测量仪,其工作原理如图甲所示。密度比水大的圆柱体M底面积为10厘米2,物体M和N重力均为40牛,绳子绕过定滑轮把MN两物体相连,调节绳子长度使M的下表面与水库警戒线相平,轻质杠杆OB绕O点转动,物体N放在杠杆的B处,OB长102厘米,力敏电阻R1通过A处对杠杆产生支撑,OA长51厘米,力敏电阻R1阻值与所受压力FA的关系如表乙所示。电路电源电压U恒为6伏,R0的阻值不变,在电流表相应的位置标出水位高度。(杠杆OB自身重力、绳重和摩擦均不计,水的密度ρ水=1.0×103千克/米3)
(1)随着水库水位超出警戒线的高度变大,电路中的电压表示数将 变大变大(学法指导:分析原理,列出思维过程流程图:浮力变化→B处压力变化→A处压力变化→电阻R1变化→电压表示数变化)。
压力FA(牛) | 0 | 10 | 20 | 30 |
电阻R1(欧) | 20 | 15 | 10 | 5 |
①已知圆柱体M还未浸入水中时,电压表示数为2伏,则R0的阻值为
10
10
Ω。②当某次水位超过警戒线一定高度h,电流表示数为0.3安。请计算h的高度值?(写出计算过程)
h的高度值为1m
h的高度值为1m
(3)若用这个完成测试的测量仪来测量海水超过警戒线的高度,只通过调节物体N在杠杆上放置的位置(其它条件不变),仍用电流表也能准确读出水位高度。则应如何调节N的位置,并说出理由。(已知ρ海水=1.02×103千克/米3,杠杆平衡条件F1L1=F2L2、阿基米德原理F浮=G排液=ρ液gV排)
适当向右调节N的位置,理由:若用这个完成测试的测量仪来测量海水超过警戒线的高度h,物体M排开液体的体积不变,由F浮=ρ液gV排可知物体M受到的浮力变大,则物体N对B点的压力变大;要仍用电流表准确读出水位高度,FA和OA不变,由杠杆的平衡条件FB•OB=FA•OA可知,应减小OB,即适当向右调节N的位置
适当向右调节N的位置,理由:若用这个完成测试的测量仪来测量海水超过警戒线的高度h,物体M排开液体的体积不变,由F浮=ρ液gV排可知物体M受到的浮力变大,则物体N对B点的压力变大;要仍用电流表准确读出水位高度,FA和OA不变,由杠杆的平衡条件FB•OB=FA•OA可知,应减小OB,即适当向右调节N的位置
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【答案】变大;10;h的高度值为1m;适当向右调节N的位置,理由:若用这个完成测试的测量仪来测量海水超过警戒线的高度h,物体M排开液体的体积不变,由F浮=ρ液gV排可知物体M受到的浮力变大,则物体N对B点的压力变大;要仍用电流表准确读出水位高度,FA和OA不变,由杠杆的平衡条件FB•OB=FA•OA可知,应减小OB,即适当向右调节N的位置
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:60引用:3难度:0.5