圖1所示為一種自動蓄水裝置示意圖:輕質彈簧上端固定,下端與木塊相連,輕質滑片P的右端固定在彈簧最下端,左端位于粗細均勻的金屬電阻R2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P上滑至B處(R2的中點)時,水面到達設定高度,水泵自動停止注水,在此過程中,彈簧彈力F與滑片P上滑長度x之間的關系如圖2所示。

已知:電阻箱R1接入電路中的阻值為20Ω,R2的總電阻為20Ω,長度為l;當線圈中電流I≥0.1A時,銜鐵被吸下,g=10N/kg,彈簧始終處于彈性限度范圍內,不考慮線圈的電阻和滑片P滑動時的摩擦。
(1)求電源電壓U;
(2)求木塊所受的重力;
(3)當P滑至B處時,求木塊浸入水中的體積;
(4)若將R1調至10Ω,則水箱內最高水位與原設定水位的高度差Δh>>0.5l(選填“>”、“<”或“=”),你判斷的理由是:R1調至10Ω時,水泵工作先向水箱內注水,當滑片從B處上滑至R2的最上端時,停止注水,木塊上升的高度為0.5l,此過程中,木塊所受浮力增大,浸入水中的深度增大,所以水箱內最高水位與原設定水位的高度差Δh大于0.5lR1調至10Ω時,水泵工作先向水箱內注水,當滑片從B處上滑至R2的最上端時,停止注水,木塊上升的高度為0.5l,此過程中,木塊所受浮力增大,浸入水中的深度增大,所以水箱內最高水位與原設定水位的高度差Δh大于0.5l。
【答案】>;R1調至10Ω時,水泵工作先向水箱內注水,當滑片從B處上滑至R2的最上端時,停止注水,木塊上升的高度為0.5l,此過程中,木塊所受浮力增大,浸入水中的深度增大,所以水箱內最高水位與原設定水位的高度差Δh大于0.5l
【解答】
【點評】
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