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.
如图甲所示是一种家庭水箱水位测量装置示意图,电源电压18V保持不变,电压表量程0-15V,电流表量程0-3A,R 由电路图可知,R0与R1串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流.(1)当水位下降时,圆柱体M排开水的体积变小,受到的浮力减小,弹簧测力计受到的拉力变大,滑片下移,接入电路中电阻变小,电路中的总电阻变小,由I=UR可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,由U=IR可知,R0两端的电压变大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R1两端的电压变小,即电压表的示数变小,故当水位下降时,电路中示数会随之减小的电表是电压表;(2)当水位处于最高处时,滑片P恰好在R1的最上端,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流:I=UR0+R1=18V10Ω+20Ω=0.6A,电压表的示数:U1=IR1=0.6A×20Ω=12V;(3)当水位下降,圆柱体露出水面部分的长度为50cm时,圆柱体受到的浮力减小,F浮=ρgV排=ρgSV露=1.0×103kg/m3×10N/kg×200×10-4m2×50×10-2m=100N,弹簧对圆柱体增加的拉力:F=△F浮=100N,由图象可知,此时弹簧测力计的伸长量增加10cm,即轻质弹簧指针从最高处下降10cm,此时变阻器接入电路中的阻值:R1′=20Ω-20Ω20cm×10cm=10Ω,电流表示数:I′=UR1′+R0=18V10Ω+10Ω=0.9A.答:(1)电压表;(2)当水位处于。