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图甲是测量某江水警戒水位装置的原理图. 是测量警戒水位的装置原理

2021-04-25知识4

图甲是测量某江水警戒水位装置的原理图. 水文监测显示,24日18时,长江九江站水位20.47米,超警戒水位0.47米.自7月13日超警戒水位以来,长江九江站已经连续12天超警戒水位.自18日达到洪峰水位20.64米后,这个站水位缓慢下降,到目前已经连续5天在20.50米上下波动.九江市防汛办分析,由于三峡水库拦洪削峰,泄洪水量小,加上近日长江中下游地区降雨减弱,洪水下泄速度加快,目前江水正在缓慢下降,所以三峡下泄洪水来临时九江站水位不会出现明显上涨,将在20.50米左右小幅波动.此后,若上游地区没有明显降水,九江站水位将缓慢下降,有望于8月5日前后降至警戒线20.00米以下.

如图甲所示,是测量高于警戒水位的装置原理图.在横截面积为S=5×10 (1)由图甲知,灯泡、电流表、容器中水串联在电路中,由P=UI可得当灯泡正常发光时电路中电流:I=I额=P额U额=2W4V=0.5A,由串联电路特点和欧姆定律可得容器中水的电阻:R=URI=U-U额I=8V-4V0.5A=8Ω,由图象可知,当R=8Ω时,h-1=0.4m,所以h=2.5m,则湖水水位高于警戒水位2.5m.(2)当进入容器内的水达到m=5kg时,容器中水的体积:V=mρ水=5kg1.0×103kg/m3=5×10-3m3,所以容器中水的深度:h=VS=5×10-3m35×10-3m2=1m,所以h-1=1m,由图象知此时容器中水的电阻R'=20Ω,由I=UR可知灯泡电阻:RL=U额I=4V0.5A=8Ω,所以此时电路中电流:I'=URL+R′=8V8Ω+20Ω=27A,由P=I2R可得容器内的湖水消耗的电功率:P'=I'2R'=(27A)2×20Ω≈1.6W.答:(1)湖水水位比警戒水位高出2.5m时小灯泡正常发光;(2)当进入容器内的水达到m=5kg时,容器内的湖水消耗的电功率是1.6W.

如图是测量高于湖水警戒水位装置的原理图,长方形绝缘容器A容器左右两面插有竖直薄金属板并与电路连接, (1)根据P=U2R可得,灯泡的电阻:RL=U2LP L=(2V)22W=2Ω;(2)灯泡正常发光时,两端的电压为2V,串联电路中各处的电流相等,根据欧姆定律可得,电路中的电流:I=ULRL=2V2Ω=1A,湖水电阻R与L串联,湖水电阻两端的电压:UR=U-UL=6V-2V=4V,则R=URI=4V1A=4Ω,由图象可知,当R=4Ω时,1h=0.2m-1,∴h=5m.即湖水水位高于警戒水位5m时,灯泡正常工作.(3)将电流表改为水位计,当超过警戒线水位时,水位发生变化,则湖水的电阻R发生变化,由I=URL+R可知,因为U、RL不变,电流I与R不成比例,所以,电流表示数的变化量不均匀的,即水位计的刻度不均匀.答:(1)小灯泡灯丝电阻是2欧;(2)当湖水水位高于警戒水位为5米时,灯泡正常工作.(3)不均匀;当超过警戒线水位时,水位发生变化,则湖水的电阻R发生变化,由I=URL+R可知,因为U、RL不变,电流I与R不成比例,所以,电流表示数的变化量不均匀的,即水位计的刻度不均匀.

#是测量警戒水位的装置原理

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