如圖*所示,是測量高於*戒水位的裝置原理圖。在橫截面積為S=5×10﹣3m2的長方體絕緣容器的內部邊緣左右兩正...
問題詳情:
如圖*所示,是測量高於*戒水位的裝置原理圖。在橫截面積為S=5×10﹣3m2的長方體絕緣容器的內部邊緣左右兩正對面,豎直*有兩塊薄金屬板(電阻不計)並與外部電路連線,容器底部有一個小孔與湖水相通,容器的底部與*戒水位相平。電源電壓U=8V,小燈泡L標有“4V 2W”的字樣(假設小燈泡的電阻不變),湖水的密度為ρ=1.0×103kg/m3.兩金屬板間的湖水電阻R與容器內水柱的高度h的倒數的變化關係如圖乙所示。則:
(1)湖水水位比*戒水位高出多少時,小燈泡正常發光?
(2)當進入容器內的水達到m=5kg時,容器內的湖水消耗的電功率是多大?
【回答】
(1)湖水水位比*戒水位高出2.5m時小燈泡正常發光;
(2)當進入容器內的水達到m=5kg時,容器內的湖水消耗的電功率是1.6W。
【解析】:
(1)由圖*知,燈泡、電流表、容器中水串聯在電路中,
由P=UI可得當燈泡正常發光時電路中電流:
I=I額0.5A,
由串聯電路特點和歐姆定律可得容器中水的電阻:
R8Ω,
由圖象可知,當R=8Ω時,h﹣1=0.4m,所以h=2.5m,則湖水水位高於*戒水位2.5m。
(2)當進入容器內的水達到m=5kg時,容器中水的體積:
V5×10﹣3m3,
所以容器中水的深度:
h1m,
所以h﹣1=1m,由圖象知此時容器中水的電阻R'=20Ω,
由I可知燈泡電阻:RL8Ω,
所以此時電路中電流:
I'A,
由P=I2R可得容器內的湖水消耗的電功率:
P'=I'2R'=(A)2×20Ω≈1.6W。
知識點:九年級下
題型:計算題
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