Question

【题目】如图所示，一质量为40g、体积为50cm3的铁制小球放入盛水的薄玻璃容器中，在玻璃容器下方有一已经接入电路的螺线管，小灯泡标有“6V 3W”字样，通过螺线管的电流I与螺线管对铁制小球的作用力F的关系如下表所示。本题中，g=10N/kg，灯丝电阻保持不变，不考虑小球与螺线管距离的远近对力F的影响。求：

（1）断开开关，铁制小球静止时所受浮力是多大？__________露出水面的体积是多少？________

（2）闭合开关，调节滑动变阻器使铁制小球能够悬浮在水中，此时，电路中的电流是多少A？_______

此时小灯泡消耗的功率是多大？_________

Answer 1

【答案】 0.4N 110-5m3 0.2A 0.48W

【解析】 (1)小球受到的重力Gmg40×103kg×10N/kg0.4N，S断开后,小球上浮最终漂浮,此时F浮G0.4N，根据阿基米德原理 V排4×105m3，所以小球露出体积V露VV排5×105m34×105m31×105m3；(2)浸没在水中静止时,小球所受浮力F浮ρ水gV排1.0×103×10×50×106N0.5N，此时由受力分析可知：GFF浮 ，代入数据解出F0.1N，查表可知，此时电路中的电流I0.2A，根据灯的铭牌可知 RL 12Ω此时灯泡消耗的功率是PLI2RL (0.2A)2×12W0.48W.