Question

（2013?沈陽一模）小明在學�？萍蓟顒又性O計了一種“輸液報警器”（其示意圖如圖所示），當滿瓶藥液用完時，與彈簧測力計的彈簧連接的金屬觸片B從圖示位置（對應刻度值b）向上恰好與金屬觸片A接觸（對應刻度值a），此時電路被接通，標有“6V3W”的小燈泡正常發光．若電源電壓為10V，藥液體積為500mL，密度為1.04X10³kg/m³．則：（金屬輕桿、金屬棒、彈簧電阻不計，藥瓶質量不計，g取10N/kg）
（1）a、b之間的刻度值之差為多少牛？
（2）電路消耗的總功率為多少瓦？
（3）電阻的阻值是多少歐？

Answer 1

分析：（1）圖示彈簧測力計，當指針指在b處時，彈簧測力計的示數為瓶和藥液的總重，開始輸液；當指針指在a處時，觸點AB接觸，電路為通路，電鈴響說明藥液用完，此時彈簧測力計示數為瓶的重力；a、b之間的刻度值之差為藥液的重力．利用密度公式和重力公式求出藥液重力即可；
（2）已知燈泡的額定電壓和額定功率，可以知道電路中的電流，又知電源電壓，根據P=UI計算消耗的總功率；
（3）已知電源電壓和燈泡兩端電壓，根據串聯電路具有分壓作用可以知道電阻兩端電壓，又知電路電流，根據歐姆定律解得電阻阻值．

解答：解：（1）藥液的體積：
v=500mL=500×10^-6m³，
藥液的質量：
m=ρv=1.04×10³kg/m³×500×10^-6m³=0.52kg，
藥液的重力：
G=mg=0.52kg×10N/kg=5.2N．
當指針指在b處時，彈簧測力計的示數為瓶和藥液的總重；當指針指在a處時，觸點AB接觸，電鈴響說明藥液用完，此時彈簧測力計示數為瓶的重力（藥瓶質量不計）；
由此可知a、b之間的刻度值之差為藥液的重力5.2N；
（2）由圖示可知，燈泡與電阻串聯，即電流相等，
∵P=UI，
∴電路中的電流：
I=I_燈=

P燈

U燈

=

3W

6V

=0.5A，
故電路消耗的總功率：
P=UI=10V×0.5A=5W；
（3）∵燈泡與電阻串聯，U_燈=6V，
∴U_R=10V-6V=4V，
I_R=I_燈=0.5A，
∵R=

U

I

∴電阻阻值：
R=

UR

IR

=

4V

0.5A

=8Ω．
答：（1）a、b之間的刻度值之差為5.2牛；
（2）電路消耗的總功率為5瓦；
（3）電阻的阻值是8歐．

點評：本題考查了學生對密度公式、重力公式、歐姆定律、電功率公式等的掌握和運用，涉及到小科技制作，要能清楚其中的道理，對于計算的部分，只要熟練掌握公式即可解決．