37.溫州地區(qū)常下暴雨,導(dǎo)致水庫(kù)水位超過(guò)警戒線產(chǎn)生危險(xiǎn)。為自動(dòng)測(cè)量水庫(kù)水位超出警戒線的高度,小明設(shè)計(jì)了一臺(tái)簡(jiǎn)易水位測(cè)量?jī)x,其工作原理如圖甲所示。密度比水大的圓柱體M底面積為10厘米
2,物體M和N重力均為40牛,繩子繞過(guò)定滑輪把MN兩物體相連,調(diào)節(jié)繩子長(zhǎng)度使M的下表面與水庫(kù)警戒線相平,輕質(zhì)杠桿OB繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),物體N放在杠桿的B處,OB長(zhǎng)102厘米,力敏電阻R
1通過(guò)A處對(duì)杠桿產(chǎn)生支撐,OA長(zhǎng)51厘米,力敏電阻R
1阻值與所受壓力F
A的關(guān)系如表乙所示。電路電源電壓U恒為6伏,R
0的阻值不變,在電流表相應(yīng)的位置標(biāo)出水位高度。(杠桿OB自身重力、繩重和摩擦均不計(jì),水的密度ρ
水=1.0×10
3千克/米
3)
(1)隨著水庫(kù)水位超出警戒線的高度變大,電路中的電壓表示數(shù)將
(學(xué)法指導(dǎo):分析原理,列出思維過(guò)程流程圖:浮力變化→B處壓力變化→A處壓力變化→電阻R
1變化→電壓表示數(shù)變化)。
壓力FA(牛) |
0 |
10 |
20 |
30 |
電阻R1(歐) |
20 |
15 |
10 |
5 |
(2)小明對(duì)自己制作的簡(jiǎn)易水位測(cè)量?jī)x進(jìn)行了如下測(cè)試并標(biāo)注刻度,請(qǐng)完成相關(guān)問(wèn)題:
①已知圓柱體M還未浸入水中時(shí),電壓表示數(shù)為2伏,則R
0的阻值為
Ω。
②當(dāng)某次水位超過(guò)警戒線一定高度h,電流表示數(shù)為0.3安。請(qǐng)計(jì)算h的高度值?(寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)
(3)若用這個(gè)完成測(cè)試的測(cè)量?jī)x來(lái)測(cè)量海水超過(guò)警戒線的高度,只通過(guò)調(diào)節(jié)物體N在杠桿上放置的位置(其它條件不變),仍用電流表也能準(zhǔn)確讀出水位高度。則應(yīng)如何調(diào)節(jié)N的位置,并說(shuō)出理由。(已知ρ
海水=1.02×10
3千克/米
3,杠桿平衡條件F
1L
1=F
2L
2、阿基米德原理F
浮=G
排液=ρ
液gV
排)
。