Question

【题目】【2016·重庆B卷】物理兴趣小组设计了一个便携式水深测量仪。它主要是由探头A和控制盒B构成，它们之间用有绝缘皮的细导线相连形成回路，如图18甲所示。其中探头A是一个底面积为10cm2、高5cm、重2.5N的圆柱体，探头A的底部为压敏电阻R（R与水接触的表面涂有绝缘漆），工作时底部始终与水平面相平，压敏电阻R随表面压力大小的变化如图18乙所示。A和B间的电路连接关系如图18丙所示，其中电源电压恒为3V，电流表盘改装成深度表（导线的重力与体积均不计）。兴趣小组的同学将探头A缓慢放入水中，求：

（1） 探头A有体积浸入水中时，R底部受到水的压强是多少帕？

（2） 探头A全部浸入水中时，导线对探头A的拉力是多少牛？

（3）将探头投入看似不深的水平池底，静止时（R与池底未紧密结合）导线已松弛，电流表示数是0.4A，则表盘0.4A处应该标水的深度值为多少米？

Answer 1

【答案】（1）250Pa （2）2N （3）7.3m

【解析】（1）A浸入一半在水中时，R底部受到水的压强

（2）A全部浸入水中时所受浮力：

导线对A的拉力 F拉=G-F浮=2.5N-0.5N=2N

（3）电流为0.4A时，

由图乙得知 F压R=75N

容器底部对A的支持力 F支=G-F浮=2.5N-0.5N=2N

水对A底部的压力 F水压=F压R-F支=75N-2N=73N

水对A底部的压强

0.4A处应标水深：