Question

【題目】一質量為30g、體積為50cm3的鐵制小球放入盛水的薄玻璃容器中，在玻璃容器下方有一已經接入電路的螺線管，小燈泡標有“6V3W”字樣，通過螺線管的電流I與螺線管對鐵制小球的作用力F的關系如下表所示。本題中，g取10N/kg，燈絲電阻保持不變，不考慮小球與螺線管距離的遠近對力F的影響，求：

I/A	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5
F/N	0.05	0.1	0.15	0.2	0.25

(1)斷開開關，鐵制小球靜止時受到的浮力；

(2)閉合開關，調節滑動變阻器，使小燈泡消耗的功率為1.92W時，小球排開水的體積；

(3)閉合開關，調節滑動變阻器使小燈泡正常發光，當鐵制小球靜止時，小球對容器底的壓力。

Answer 1

【答案】(1)0.3N；(2)50cm3；(3)0.05N

【解析】

(1)小球受到的重力

小球的平均密度

因為，所以，小球靜止時漂浮在水面上，受到的浮力和自身的重力相等，即小球受到的浮力

(2)浸沒在水中的小球所受浮力

由燈的銘牌知道，燈泡的電阻

燈泡的額定電流

查表可知，電路中的電流時，，分析受力知道

所以，鐵制小球此時懸浮在水中，則

(3)當小燈泡正常發光時，電路中的電流

查表知道，此時通電螺線管對小球的吸引力，當小球沉底靜止時，由力的平衡條件知道

小球受到的支持力

小球對容器底的壓力和受到的支持力是一對相互作用力，所以，小球對容器底的壓力

答：(1)斷開開關，鐵制小球靜止時受到的浮力是0.3N；

(2)閉合開關，調節滑動變阻器，使小燈泡消耗的功率為1.92W時，小球排開水的體積是50cm3；

(3)閉合開關，調節滑動變阻器使小燈泡正常發光，當鐵制小球靜止時，小球對容器底的壓力是0.05N。