如图*所示,是测量高于*戒水位的装置原理图。在横截面积为S=5×10﹣3m2的长方体绝缘容器的内部边缘左右两正...
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如图*所示,是测量高于*戒水位的装置原理图。在横截面积为S=5×10﹣3m2的长方体绝缘容器的内部边缘左右两正对面,竖直*有两块薄金属板(电阻不计)并与外部电路连接,容器底部有一个小孔与湖水相通,容器的底部与*戒水位相平。电源电压U=8V,小灯泡L标有“4V 2W”的字样(假设小灯泡的电阻不变),湖水的密度为ρ=1.0×103kg/m3.两金属板间的湖水电阻R与容器内水柱的高度h的倒数的变化关系如图乙所示。则:
(1)湖水水位比*戒水位高出多少时,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多大?
【回答】
(1)湖水水位比*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。
【解析】:
(1)由图*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0.5A,
由串联电路特点和欧姆定律可得容器中水的电阻:
R8Ω,
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*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:
V5×10﹣3m3,
所以容器中水的深度:
h1m,
所以h﹣1=1m,由图象知此时容器中水的电阻R'=20Ω,
由I可知灯泡电阻:RL8Ω,
所以此时电路中电流:
I'A,
由P=I2R可得容器内的湖水消耗的电功率:
P'=I'2R'=(A)2×20Ω≈1.6W。
知识点:九年级下
题型:计算题
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