Question

图甲的储水容器底部有质量0.5kg，底面积100cm²的长方体浮桶，桶上端通过轻质弹簧与轻质绝缘片A相连，A上方紧贴力敏电阻，位置固定，容器内无水时弹簧长度恰好等于原长．容器底的侧壁有出水阀门．如图乙是力敏电阻所在的内部控制电路，电源电压 U=12 V，R₀=10Ω，当电流表示数为0.6A时，阀门感应排水．力敏电阻R与它所受压力F的对应关系如下表所示，弹簧每压缩lcm，产生的弹力是1N，且均在弹性限度内．求：

(l)浮桶的重力是多少？

(2)当力敏电阻所受压力为4N时，电流表的示数是多少？

(3)当阀门开始排水时，容器内的水深是多少？

Answer

(1)5N

(2)0.15A

(3)0.6m

【解析】

(1)浮桶的重力：

(2)由表格数据知，力敏电阻所受压力为4N时，力敏电阻的阻值为70Ω，电路的总电阻：

电流表的示数：

(3)当电流表示数为0.6A，此时电路中的总电阻：

此时力敏电阻的阻值：

由表格数据知，此时力敏电阻所受压力为15N，根据物体间力的作用是相互的，所以弹簧给浮桶向下的压力也是15N，浮桶受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和压力，这三个力平衡，则此时浮桶受到的浮力：

浮桶排开水的体积：

则浮桶浸入水中的深度为：

当阀门打开排水时，所以此时容器内水的深度：

。