問題詳情：
圖1是密水池水位自動控制模擬裝置∶可繞O點轉動的輕質槓桿A端用輕繩系正方體浮塊，B端固定一輕質三角支架，支架與固定不動的壓力敏感電阻RF保持水平接觸擠壓，槓桿保持水平平衡，已知∶AO長爲1m，BO長爲2m；浮塊邊長爲20cm，密度爲5×103kg/m3，下表面距池底2m；當電磁鐵線圈中的電流I≤0.02A時，鐵K被釋放，水泵開始工作向水池注水，反之停止注水，池內達到所設定的最高水位，線圈電阻不計；電壓U=6V，電阻箱R調至75Ω；設RF的阻值與支架所施加壓力F的關係圖線如圖2所示，g取10N/kg｡
(1)浮塊的重力爲____N。在達到最高水位之前，隨着浮塊排開水的體積逐漸增大，支架對RF的壓力將____｡
(2)當池內達到所設定的最高水位時，求∶
①輕繩對浮塊的拉力____
②池內水面距池底的高度____
(3)爲使該裝置能自動控制水池內的最高水位，在其他條件不變的情況下，電阻箱R接入電路的阻值應滿足的條件是____｡
【回答】
(1). 400 (2). 減小 (3). 350N (4). 2.125m (5). 50Ω≤R≤90Ω
【解析】(1)由密度計算公式，可知浮塊的質量爲
由重力與質量關係可知浮塊的重力爲
隨着浮塊排開水的體積逐漸增大，其所受豎直向上的浮力逐漸增大，根據槓桿平衡條件，可知支架對RF的壓力將逐漸減小｡
(2)當池內達到所設定的最高水位時，電路中電流I=0.02A，即
則RF的電阻爲
由圖可知，RF的阻值與支架所施加壓力F的數值關係爲
此時支架對RF的壓力爲
FB=175N
根據槓桿平衡條件
代入數據得A端繩拉力爲
在A端根據平衡條件
FA+F浮=G
代入數據得
F浮=400N-350N=50N
根據浮力公式
代入數據可得
則浮塊浸入水中的深度爲
則池內水面距池底的高度爲
(3)當浮塊浸沒後其所受浮力達到最大且不再變化，此時浮力爲
此時A端繩的拉力爲
根據槓桿平衡條件
代入數據得B端壓力爲
此時RF的阻值達到最小，爲210Ω，則電阻箱R接入電路阻值最大爲
當浮塊不受水浮力時，代入數據得B端壓力爲200N，此時RF的阻值達到最大，爲250Ω，則電阻箱R接入電路阻值最小爲
故電阻箱R接入電路的阻值應滿足的條件是50Ω≤R≤90Ω。
知識點：九年級下
題型：計算題
