Question

【題目】如圖所示，一個質(zhì)量為40g、體積為50cm3的鐵制小球放入盛水的薄玻璃容器中，在玻璃容器下方有一已經(jīng)接入電路的螺線管，小燈泡標(biāo)有“6V 3W' 字樣，通過螺線管的電流I與螺線管對鐵制小球的作用力F的關(guān)系如下表所示。本題中，g=10N/kg，燈泡電阻保持不變，不考慮小球與螺線管距離的遠(yuǎn)近對力F的影響。

I/A	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5
F/N	0.05	0.1	0.15	0.2	0.25

（1）斷開開關(guān)，鐵制小球靜止時露出水面的體積是多大？

（2）閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器使鐵制小球能夠懸:浮在水中，此時，小燈泡消耗的功率是多大？

（3）閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器使小燈泡正常發(fā)光，當(dāng)鐵制小球靜止時，小球?qū)θ萜鞯椎膲毫κ嵌啻螅?/span>

Answer 1

【答案】(1)；(2)0.48W ；(3)0.15N。

【解析】

(1)小球受到的重力：

開關(guān)斷開后，小球上浮最終漂浮，此時，根據(jù)阿基米德原理可得，小球排開水的體積：

所以小球露出體積：

(2)浸沒在水中靜止時，小球所受浮力：

此時由受力分析可知：

此時作用力:

查表可知，此時電路中的電流根據(jù)燈的銘牌可知:

此時燈泡消耗的功率是:

(3)當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時:

查表可知此時通電螺線管對小球的吸引力,當(dāng)小球沉底靜止時，由受力分析可知：

帶入數(shù)據(jù)可知容器對小球的支持力，故小球?qū)θ萜鞯椎膲毫?/span>。

答：(1)斷開開關(guān)，鐵制小球靜止時露出水面的體積是；

(2)小燈泡消耗的功率是0.48W；

(3)小球?qū)θ萜鞯椎膲毫κ?/span>0.15N。