Question

【題目】如圖所示，一質(zhì)量為40g、體積為50cm3的鐵制小球放入盛水的薄玻璃容器中，在玻璃容器下方有一已經(jīng)接入電路的螺線管，小燈泡標(biāo)有“6V 3W”字樣，通過螺線管的電流I與螺線管對(duì)鐵制小球的作用力F的關(guān)系如下表所示。本題中，g=10N/kg，燈絲電阻保持不變，不考慮小球與螺線管距離的遠(yuǎn)近對(duì)力F的影響。求：

（1）斷開開關(guān)，鐵制小球靜止時(shí)所受浮力是多大？__________露出水面的體積是多少？________

（2）閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使鐵制小球能夠懸浮在水中，此時(shí)，電路中的電流是多少A？_______

此時(shí)小燈泡消耗的功率是多大？_________

Answer 1

【答案】 0.4N 110-5m3 0.2A 0.48W

【解析】 (1)小球受到的重力Gmg40×103kg×10N/kg0.4N，S斷開后,小球上浮最終漂浮,此時(shí)F浮G0.4N，根據(jù)阿基米德原理 V排4×105m3，所以小球露出體積V露VV排5×105m34×105m31×105m3；(2)浸沒在水中靜止時(shí),小球所受浮力F浮ρ水gV排1.0×103×10×50×106N0.5N，此時(shí)由受力分析可知：GFF浮 ，代入數(shù)據(jù)解出F0.1N，查表可知，此時(shí)電路中的電流I0.2A，根據(jù)燈的銘牌可知 RL 12Ω此時(shí)燈泡消耗的功率是PLI2RL (0.2A)2×12W0.48W.