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）並與外部電路連接，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