电学进阶典题详解20题第11题——2024年南充市中考物理压轴题第25题——力电综合题，文字信息量大，难度亦大，尤其第三问，真实考场，可以战略性放弃。
践行者初中物理电学典题详解第294题
25.（计算）科创小组设计利用电流表测量质量的装置如图。现截取适当长度的电阻片R（它的阻值随长度L的变化图像如图乙）作为滑动变阻器接入电路，如图甲所示。如图甲中，电源电压6V恒定不变，电流表量程为0~0.6A。当滑片P在最下端时，电流表示数为0.6A。装置中托盘与圆柱形实心塑料浮筒M通过硬质绝缘细杆固定连接，整体漂浮在装有足够深水的柱形薄壁容器中，且只能竖直移动。托盘的质量为0.27kg；M高22cm，底面积为300cm²，质量为0.33kg；容器的底面积为400cm²,托盘通过滑杆带动滑片P上下移动。托盘中未放物体时，调节水量，使滑片P正好位于R最上端。托盘中放入物体A时，M刚好浸没，滑片P正好位于R最下端（g取10N/kg、ρ水=1.0×10kg/m³、不计滑片、滑杆、细杆的质量，忽略摩擦阻力，工作中水不溢出)。求:
⑴R0的阻值;
⑵物体A的质量;
⑶托盘中未放物体时，电流表的示数。
解析:⑴求R0的阻值:
1首先分析电路图和乙图可知:
①R0和R串联，
②A测电路中的电流I，
③当P置于最下端时，R接入电路中的阻值为0，
此时电路相当于R0的简单电路；
2由题意知:
①U=6V，
②I=0.6A，
则R0=U/I=6V/0.6A=10Ω；
⑵求A的质量:
1当物体M浸没在水中时，
对M进行竖直方向受力分析，可知它共受到以下几个力:
①方向竖直向上，水对M的浮力F浮，
②方向竖直向下，M的重力GM，
③方向竖直向下，托盘对M的压力F盘，
且F盘=G盘，
④方向竖直向下，物体A对M的压力FA，
且FA=GA，
由平衡条件可知:F浮=GM G盘 GA；
2由题意可知:
①hM=22cm=0.22m，
SM=300cm²=300×10⁻⁴m²，
则VM=SMhM
=300×10⁻⁴m²×0.22m
=6.6×10⁻³m³，
因为M浸没在水中，
所以V排=VM，
所以F浮=ρ水gV排
=1.0×10³kg/m³×10N/kg×6.6×10⁻³m³，
=66N，
③mM=0.33kg，
则GM=mMg
=0.33kg×10N/kg
=3.3N，
④m盘=0.27kg，
则G盘=m盘g
=0.27kg×10N/kg
=2.7N，
综上:GA=F浮-GM-G盘
=66N-3.3N-2.7N
=60N，
则mA=GA/g
=60N/10N/kg
=6kg；
⑶求电流表示数:
1当没放物体A时，浮筒M受到的浮力为
F浮'=G盘 GM=6N，
则浮筒M排开水的体积为
V排'=F浮'/ρ水g
=6N/1.0×10³kg/m³×10N/kg
=6×10⁻⁴m³，
则浮筒M浸入的深度为
h1=V排'/SM
=6×10⁻⁴m³/300×10⁻⁴m²
=0.02m，
2当放入A后增加的浮力为GA，
即△F浮=GA=60N，
增加的排开水的体积
△V排=△F浮/ρ水g
=60N/1.0×10³kg/m³×10N/kg
=6×10⁻³m³，
又S容=400cm²=400×10⁻⁴m²，
则液面升高的距离
h3=△V排/S容
=6×10⁻³m³/400×10⁻⁴m²，
=0.15m
=15cm，
则滑片P移动的距离为
h3=hM-h1-h2
=22cm-2cm-15cm
=5cm；
由图乙可知，
当h3=5cm时，
R=50Ω，
所以托盘中未放物体时，
电流表示数为I0=U/(R R0)
=6V/(50Ω 10Ω)
=0.1A。
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