小聰給同學們表演了一個非常有趣的魔術，將裝有水的玻璃杯放在木質暗盒上，杯中放入一空心鐵球，如下圖*所示，小聰*...

問題詳情：

小聰給同學們表演了一個非常有趣的魔術，將裝有水的玻璃杯放在木質暗盒上，杯中放入一空心鐵球，如下圖*所示，小聰*作暗盒上的旋鈕，就能看到鐵球在水中上下運動。同學們很好奇，於是小聰進行了揭祕:玻璃杯和水總重20N，玻璃杯與暗盒接觸面積為100cm2，鐵球質量60g，體積100cm3，玻璃杯正下方是電磁鐵。閉合開關前，鐵球漂浮在水面受到的浮力是______N；閉合開關後，電磁鐵的上端是______極，調節暗盒上的旋鈕，減小變阻器接入阻值，電流增大，電磁鐵磁*______（選填“增強”、“減弱”或“不變”），小球向下運動。電磁鐵中電流I與電磁鐵對小球吸引力F的關係如下圖乙所示（未考慮小球與電磁鐵距離遠近對吸引力F的影響），當電流為______A時，小球剛好浸沒於水中，此時暗盒受到杯底的壓強是______Pa（g=10N/kg，不考慮水的阻力）。

【回答】

    (1). 0.6    (2). S    (3). 增強    (4). 0.8    (5). 2100

【解析】(1)鐵球漂浮在水面，故鐵球受到的浮力等於其重力

F浮=mg=0.06kg×10N/kg=0.6N

(2)閉合開關後，根據電流方向和安培定則知，電磁鐵的上端是S極。

(3)調節暗盒上的旋鈕，減小變阻器接入阻值，電路中總電阻變小，由得電路中電流增大，電磁鐵磁*增強，小球向下運動。

(4)小球剛好浸沒於水中，由阿基米德原理，小球受到的浮力

F浮=ρ水gV排=ρ水gV物=1.0×103kg/m3×10N/kg×100×10-6m3=1N

由力的平衡，F浮=G+F吸，故

F吸=F浮-G=1N-0.6N=0.4N

根據電磁鐵中電流I與電磁鐵對小球吸引力F的關係知，此時的電流為0.8A。

(5)小球剛好浸沒於水中，此時暗盒受到杯底的壓力為

F=G杯水+G鐵+F吸=20N+0.6N+0.4N=21N

故暗盒受到杯底的壓壓強是

知識點：壓強和浮力單元測試

題型：填空題