一道初中物理题.高手进.
发布网友
发布时间：2022-04-22 04:17
共3个回答
热心网友
时间：2022-07-14 05:26
分析：
（1）知道浮球的体积，利用阿基米德原理求浮球浸没水中受到的浮力；设浮球刚好浸没水中，浮球必须上浮，则必须满足G浮球＜F浮+G磁铁；设浮球刚好离开水面，浮球必须下降，则必须满足G浮球＞G磁铁，可得让此装置能正常工作浮球所受的重力应满足的条件，进而得出质量条件；
（2）由题意可知，这应该是一个由两个干簧管分别控制一个支路的并联电路，据此来完成电路的连接；浮球的位置，可以确定条形磁铁的位置，而条形磁铁的位置可以确定哪个干簧管在工作，同时确定了哪个干簧管所在的电路工作．
解答：
解：（1）浮球浸没水中受到的浮力：
F浮=ρ水V排g=1×103kg/m3×10N/kg×2×10-4m3=2N，
设浮球刚好浸没水中，浮球必须上浮，则必须满足G浮球＜F浮+G磁铁=2N+3N=5N，
设浮球刚好离开水面，浮球必须下降，则必须满足G浮球＞G磁铁=3N，
因此要想让此装置能正常工作，此浮球所受的重力应满足：
5N＞G浮球＞3N，
∵G=mg，
∴浮球的质量应满足：0.5kg＞m浮球＞0.3kg．
（2）当浮球上升到最高水位时，条形磁铁下沉到干簧管2所在的位置，此时条形磁铁使干簧管的磁簧片接触，导致其所在的电路接通，所以红灯亮，电铃响．
同理，当浮球下降到最低水位时，条形磁铁上升到干簧管1所在的位置，此时条形磁铁使干簧管的磁簧片接触，导致其所在的电路接通，所以绿灯亮，电铃响．
如下图所示：
答：（1）浮球的质量应满足条件：0.5kg＞m浮球＞0.3kg．
（2）如图所示．
追问什么叫此装置正常工作呢？
热心网友
时间：2022-07-14 05:26
我来回答您的追问干簧管实际是一种继电器控制电路，其利用的不是电磁铁，而是一个永久磁铁对磁簧片的磁化作用，搞清这一原理，才能对其工作情况进行有针对性的分析．解答中主要用到了磁化的特点追问那是不是说，浮球刚好浸没水中，浮球必须上浮，永久磁铁才能下来磁化干簧管，浮球刚好离开水面，浮球必须下降，永久磁铁才能上去磁化干簧管，电路才接通呢？
追答当然了，这个问题的设计有些缺陷，首先是缺少条件，此题利用阿基米德原理，但是题目中没有明确给出浮球浸入水中这个条件，若产生浮力，就必须使小球浸入水中，继而永久磁铁磁化干簧管，然后浮球离开水面。只有永久磁铁上去磁化干簧管才能接通电路
热心网友
时间：2022-07-14 05:27
分析：
设水面在A、B之间任一位置，浮球的一半刚好浸没水中保持静止。磁铁在干簧管1、干簧管2之间，不报警。
当水面下降时，V排变小，从而F浮变小，G球－F浮＞G磁铁，浮球下降，磁铁上升，直到磁铁到达干簧管1位置，报警。
当水面上升时，V排变大，从而F浮变大，G球－F浮＜G磁铁，浮球上升，磁铁下降，直到磁铁到达干簧管2位置，报警。
这样的情况，符合要求。
∵不计滑轮处的摩擦，水面在A、B之间时，G球－F浮＝G磁铁，
即m球g－ρ水gV球/2＝G磁铁，
∴要使这一装置能正常工作，浮球的质量应满足的条件是：
m球＝[3N＋1.0×10^3kg/m^3×10N/kg×(10^(-6)×200)m^3/2]/10N/kg＝0.4kg追问为什么浮球刚好浸没水中，浮球必须上浮？浮球刚好离开水面，浮球必须下降？
追答事实上，只要浮球没有浸没水中，那末，当水面上升，浮球排开水的体积就会增大，浮力就会变大，浮球就会上升。
同样，只要水面下降(不需要浮球离开水面)，浮球排开水的体积就会减小，浮力就会变小，浮球就会下降。
实际上这道题是由“2010年第二十届全国初中应用物理竞赛复赛试题”改编成的。菁优网上有提供原题的答案。
