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=1.0×10
3千克/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
_________(学法指导:分析愿理,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 |
(2)小明对自己制作的简易水位测量仪进行了如下测试并标注刻度,请完成相关问题:
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
___________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)
( )(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=1.02×10
3千克/米
3,杠杆平衡条件
F1L1=
R2L2阿基米德原理
F浮=
G排液=
ρ液gV排)
( )