Question

如图甲所示，电源电压6 V保持不变，R₀是阻值为10 Ω的定值电阻，R₁是长10 cm的均匀电阻丝，阻值为10 Ω。固定在轻质弹簧下端的滑片P可随弹簧的伸缩而上下移动并始终与R₁接触良好。圆柱体A质量为800 g，体积为200    cm^3.此时A对容器底部的压力为零，滑片P恰好在R₁的最下端。轻质弹簧阻值不计，其长度的变化量ΔL与弹力F的关系如图乙所示。

（1）向容器中缓慢加水到A完全浸没在水中的过程中A受到的浮力________，电流表的示数逐渐________。（选填“变大”“变小”或“不变”）

（2）当A完全浸没在水中，电流表的示数为多大_____？（保留两位小数）

（3）小明向容器中倒入另外一种液体，当A完全浸没时，电流表的示数为0.4 A，则液体的密度为多少___？

Answer

变大 变小 0.5 A 2.5×103 kg/m3

【解析】

（1）向容器中缓慢加水到圆柱体A完全浸没在水中的过程中，圆柱体A的排开水的体积变大，则受到变大，弹簧的伸长量变小，则R1连入电路的阻值变大，则电流表的示数变小。

（2）圆柱体A的重力G=mg=0.8 kg×10 N/kg=8 N

当A完全浸没在水中时受到的浮力F浮=ρ水gV排 =1×103 kg/m3×10 N/kg ×200×10－6 m3=2 N

弹力F=G－F浮=8 N－2 N=6 N

根据图乙可知弹簧伸长量为6 cm，当A不受浮力时，弹簧的伸长量为8 cm，由此可知弹簧向上移动2 cm，此时R1连入电路的阻值R1=×2 cm=2 Ω

电流表的示数I====0.5 A

（3）当电流表的示数为0.4 A时，电路的总电阻R′===15 Ω

R1′=R′－R0=15 Ω－10 Ω=5 Ω

弹簧伸长的变化量Δx=×5 Ω=5 cm

此时弹簧伸长量为8 cm－5 cm=3 cm

由图乙可知，弹簧对物体的拉力为3 N

物体受到的浮力为：F浮′=G－F′=8 N－3 N=5 N

液体的密度ρ液===2.5×103 kg/m3