Question

【題目】【2016·重慶B卷】物理興趣小組設計了一個便攜式水深測量儀。它主要是由探頭A和控制盒B構成，它們之間用有絕緣皮的細導線相連形成回路，如圖18甲所示。其中探頭A是一個底面積為10cm2、高5cm、重2.5N的圓柱體，探頭A的底部為壓敏電阻R（R與水接觸的表面涂有絕緣漆），工作時底部始終與水平面相平，壓敏電阻R隨表面壓力大小的變化如圖18乙所示。A和B間的電路連接關系如圖18丙所示，其中電源電壓恒為3V，電流表盤改裝成深度表（導線的重力與體積均不計）。興趣小組的同學將探頭A緩慢放入水中，求：

（1） 探頭A有體積浸入水中時，R底部受到水的壓強是多少帕？

（2） 探頭A全部浸入水中時，導線對探頭A的拉力是多少牛？

（3）將探頭投入看似不深的水平池底，靜止時（R與池底未緊密結合）導線已松弛，電流表示數是0.4A，則表盤0.4A處應該標水的深度值為多少米？

Answer 1

【答案】（1）250Pa （2）2N （3）7.3m

【解析】（1）A浸入一半在水中時，R底部受到水的壓強

（2）A全部浸入水中時所受浮力：

導線對A的拉力 F拉=G-F浮=2.5N-0.5N=2N

（3）電流為0.4A時，

由圖乙得知 F壓R=75N

容器底部對A的支持力 F支=G-F浮=2.5N-0.5N=2N

水對A底部的壓力 F水壓=F壓R-F支=75N-2N=73N

水對A底部的壓強

0.4A處應標水深：