Question

圖甲是測(cè)量高于湖水警戒水位裝置的原理圖。長(zhǎng)方柱形絕緣容器A內(nèi)部左右兩面插有豎直薄金屬板并與電路連接，底部有一小孔與湖水相通，且容器底面與警戒水位相平。已知電源電壓恒為6 V，小燈泡標(biāo)有“2 V  2 W”字樣（燈絲電阻不變）。兩金屬板間的湖水電阻R與x的關(guān)系如圖乙所示（x為容器內(nèi)水柱高度h的倒數(shù)，即x=1/h）。求

（1）小燈泡的電阻。

（2）湖水水位高于警戒水位多少米時(shí)，燈泡正常工作。

（3）將電流表改為水位計(jì)，水位計(jì)的刻度是否均勻，說明理由。

Answer 1

（1）小燈泡的電阻

（2）燈泡正常發(fā)光時(shí)，通過燈泡的電流

由于A內(nèi)湖水電阻R與L串聯(lián)，則

由圖像可知，當(dāng)R=4Ω時(shí)，h=5m，則湖水水位高于警戒水位5m。

（3）不均勻,當(dāng)超過警戒水位時(shí)，湖水水位發(fā)生變化，A內(nèi)湖水電阻R發(fā)生改變，由可知，U、R_L不變，則I與R不成比例，電流表的示數(shù)變化不均勻，即水位計(jì)的刻度不均勻。