入夏以来,我国部分地区发生洪涝灾害,实践小组为了减轻巡堤人员的工作量,设计了水位自动监测装置。其原理如图所示,电源电压恒定,
R0是压敏电阻,所受压力每增加
10N,电阻减小
5Ω.
R是长
1m、电阻
100Ω的电阻丝,其连入电路的电阻与长度成正比。电流表量程为
0~0.6A,其示数反应水位变化。
R0下方固定一个轻质绝缘“
⊥”形硬杆。轻质金属滑杆
PQ可以在金属棒
EF上自由滑动,
PQ下方通过轻质绝缘杆与重
100N、高
4m的圆柱体
M固定在一起。当水位上升时,
PQ随圆柱体
M向上移动且保持水平。(整个装置接触良好且无摩擦,
PQ和
EF的电阻不计,
ρ河水=1.0×103kg/m3,
g取
10N/kg)
(1)闭合开关,当
PQ恰好位于
R最下端时,为警戒水位。电流表示数为
0.06A.此时
M漂浮,有
14体积浸在水中,
M所受的浮力为
N;
(2)当水位上升,
PQ向上移动过程中,
R连入电路中的电阻 (选填“变大”、“不变”或“变小”
)。
PQ上升到
R的最上端,刚好与“
⊥”形杆接触,且对杆无压力时,为三级预警。
(3)当水位继续上升。
PQ开始通过“
⊥”杆对
R0产生压力;当达到二级预警时,电流表示数为
0.15A;水位再上升
0.4m,达到一级预警时,电流表示数为
0.20A.电源电压为
V。
(4)在保证电路安全的情况下,此装置能测量的最高水位高于警戒水位
m。
(5)若将水位对警戒线上升的高度标记在电流表对应的刻度线上,即把电流表改装成水位计,水位计的刻度 (选填“均匀”或“不均匀”
)。
