圖1所示為一種自動(dòng)蓄水裝置示意圖:輕質(zhì)彈簧上端固定,下端與木塊相連,輕質(zhì)滑片P的右端固定在彈簧最下端,左端位于粗細(xì)均勻的金屬電阻R
2的最下端A處且接觸良好。閉合S,水泵工作,向空水箱里緩慢注水,當(dāng)P上滑至B處(R
2的中點(diǎn))時(shí),水面到達(dá)設(shè)定高度,水泵自動(dòng)停止注水,在此過(guò)程中,彈簧彈力F與滑片P上滑長(zhǎng)度x之間的關(guān)系如圖2所示。
已知:電阻箱R
1接入電路中的阻值為20Ω,R
2的總電阻為20Ω,長(zhǎng)度為l;當(dāng)線(xiàn)圈中電流I≥0.1A時(shí),銜鐵被吸下,g=10N/kg,彈簧始終處于彈性限度范圍內(nèi),不考慮線(xiàn)圈的電阻和滑片P滑動(dòng)時(shí)的摩擦。
(1)求電源電壓U;
(2)求木塊所受的重力;
(3)當(dāng)P滑至B處時(shí),求木塊浸入水中的體積;
(4)若將R
1調(diào)至10Ω,則水箱內(nèi)最高水位與原設(shè)定水位的高度差Δh
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0.5l(選填“>”、“<”或“=”),你判斷的理由是:
R1調(diào)至10Ω時(shí),水泵工作先向水箱內(nèi)注水,當(dāng)滑片從B處上滑至R2的最上端時(shí),停止注水,木塊上升的高度為0.5l,此過(guò)程中,木塊所受浮力增大,浸入水中的深度增大,所以水箱內(nèi)最高水位與原設(shè)定水位的高度差Δh大于0.5l
R1調(diào)至10Ω時(shí),水泵工作先向水箱內(nèi)注水,當(dāng)滑片從B處上滑至R2的最上端時(shí),停止注水,木塊上升的高度為0.5l,此過(guò)程中,木塊所受浮力增大,浸入水中的深度增大,所以水箱內(nèi)最高水位與原設(shè)定水位的高度差Δh大于0.5l
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