第十五章 电与电路 第十六章 探究电路
(考试时间:90分钟 满分:100分 得分:________)
一、单项选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。在给出的四个备选项中,只有一个选项符合题目要求)
1.端午节民间有戴香包的习俗,香包内有艾草,远远地就能闻到艾香,这是因为( )
A.分子在不停地运动 B.分子间有空隙
C.分子间有引力 D.分子间有斥力
2.单缸四冲程汽油机在某一冲程表现如下:进气门和排气门关闭,气缸内压强增大,利用飞轮的惯性完成。下列符合这一特征的冲程是( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程
C.做功冲程 D.排气冲程
3.关于家庭电路的说法或做法中正确的是( )
A.空气开关“跳闸”一定是因短路引起的
B.家用电器起火应立即用水浇灭
C.使用测电笔时手不能接触笔尾金属体
D.电冰箱使用时金属外壳必须接地
4.甲、乙是由同种材料制成的两导体,若甲电阻小于乙电阻,关于甲、乙的长度L及横截面积S大小关系,不可能存在的是( )
A.L甲>L乙,S甲>S乙 B.L甲>L乙,S甲C.L甲S乙
5.水是生命之源,节约用水是公民的基本素养。关于水的物态变化说法正确的是( )
A.冰雪消融——熔化,需要吸热
B.洒水降温——汽化,需要放热
C.细雨绵绵——液化,需要吸热
D.大雪纷飞——凝华,需要吸热
6.冰箱是我们常用的家用电器,下列有关说法中正确的是( )
A.冰箱内温度低于0 ℃的冰的内能为零
B.食物放入冰箱后,温度降低,内能减少
C.从冰箱内拿出的冰熔化时,温度不变,内能不变
D.冰箱压缩机内的制冷剂汽化时要放出热量,内能减少
7.如图是电子秤的原理图,R0是定值电阻,R是滑动变阻器,它的金属滑片P与弹簧顶端固定在一起,下列说法中不正确的( )
A.电路中R0起到保护电路的作用,R与R0是串联的
B.电子秤仪表是由电流表改装而成的
C.物品质量越小,R接入电路的电阻越大
D.物品质量越大,通过R的电流越小
8.如图的电路中,当开关都闭合时,电流表A、A1的示数分别为0.7 A、0.3 A;现在把S2断开,只闭合S1,则电流表A、A1、A2的示数分别为( )
A.0.7 A、0.3 A、0.4 A
B.0.3 A、0.3 A、0 A
C.0.7 A、0.3 A、0 A
D.0.7 A、0.7 A、0.4 A
9.如图所示的电路,电源电压恒为4.5 V,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~3 V,定值电阻R0的阻值为5 Ω,滑动变阻器R的最大阻值为50 Ω,闭合开关S,移动滑片P的过程中,下列说法错误的是( )
A.若滑片P向左移,电流表的示数变大
B.电压表与电流表的比值不变
C.电流表的变化范围是0.3~0.6 A
D.滑动变阻器允许的调节范围是2.5~10 Ω
10.如图电路中,电源两端的电压保持不变,R1、R2和R3为三个定值电阻。R1、R2的阻值分别为20 Ω、10 Ω。当开关S1、S2闭合,S3断开时,电流表的示数为I;当开关S1、S3闭合,S2断开时,电流表的示数为1.2 A,R1两端的电压为U1;当开关S3闭合,S1、S2断开时,电流表的示数为0.3 A,R1两端的电压为U1′。下列判断正确的是( )
A.I=0.8 A B.R3的阻值为60 Ω
C.U1∶U1′=4 ∶3 D.电源电压为18 V
二、多项选择题(本大题共2小题,每小题4分,共8分。在每小题列出的四个备选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对得 4分,选对但不全得 2分,有选错得0分)
11.如图所示,电源两端电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片从最右端适当左移,下列说法正确的是 ( )
A.电流表A1示数变小、电流表A2示数不变
B.电流表 A1示数不变、电压表V示数不变
C.电压表V示数变大、小灯泡L变亮
D.电压表V示数与电流表A2示数之比变小
12.小李家使用的燃气热水器,将30 kg的水从20 ℃加热到45 ℃,消耗了0.15 m3的天然气,已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),天然气的热值为4×107 J/m3,则下列说法和分析正确的是( )
A.水吸收热量与其末温成正比
B.水吸收热量是3.15×106 J
C.热水器效率是52.5%
D.热水器效率与环境温度有关
三、填空题(本大题共6小题,每空1分,共12分)
13.我国北方出现的罕见雾凇景观,分外漂亮,“雾凇”是由空气中的水蒸气 (填物态变化名称) (选填“吸热”或“放热”)形成的。
14.烧烤的主要燃料是木炭,木炭燃烧时其热值 ;在烤肉串的过程中,通过 的方式增加了肉的内能。
15.有两段电阻线A和B,在相同的电压下,通过电阻线A的电流大于通过电阻线B的电流,则电阻线 的电阻较大;将电阻线A均匀拉长后,它的电阻将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
16.“曲水流觞”是古代诗酒唱酬的一种雅事。酒盏装有质量为50 g的酒,在溪水上随溪流动时酒的内能变小,这是通过 方式在改变酒的内能;漂流过程中,酒的温度从30 ℃降低至26 ℃,会放出 J的热量。[c酒=3.4×103 J/(kg·℃)]
17.如图是两电阻R1、R2的U-I图像。由图可知,如果将两电阻并联接入4 V电源的电路中,则干路总电流为 A;如果将两电阻串联接入电路中,测得通过R1的电流为0.2 A,则R2两端的电压为 V。
18.如图所示的电路中,电源两端电压不变,当甲乙都为电流表时,只闭合开关S1,此时甲乙两表的示数比是2 ∶3,R1与R2两个电阻的比值是 ;如果把甲、乙全部换成电压表,再闭合S1和S2,则甲、乙两表示数之比是 。
四、作图题(本大题共1小题,共6分)
19.(1)(3分)小明连接好如图的电路后闭合开关,向右移动滑动变阻器的滑片时,一只电流表的示数不变,另一只电流表的示数变小。请在虚线框内填入小灯泡和滑动变阻器的元件符号。(忽略灯丝电阻的变化)
第19(1)题图) 第19(2)题图)
(2)(3分)如图是一种电动车的电路图,仅开关S1闭合时指示灯亮起,再闭合开关S2,电动机M才能启动,如果断开开关S1,指示灯熄灭,同时电动机M停止运行,将电路图补充完整。
四、实验探究题(本大题共4小题,共25分)
20.(5分)小明为了探究水的蒸发快慢与哪些因素有关,进行了如下实验:在4块相同的玻璃板上各滴一滴质量相同的水滴,如图甲、乙、丙、丁所示,并测出它们变干所用的时间分别为200 s、100 s、 50 s、 80 s。
(1)“水变少”的过程其实是物理学中的 (填物态变化名称)现象。
(2)分析 两图实验,可以得出“在液体表面积和温度相同时,液体表面的空气流速越大,液体蒸发越快”的结论。
(3)分析甲、乙两图实验,可以得出:在液体的温度和液体表面的空气流速相同时,液体的表面积越 ,液体蒸发越快。
(4)分析甲、丙两图实验,可以得出:在液体的表面积和液体表面的空气流速相同时,液体的温度越 ,液体蒸发越 。
21.(1)(6分)如图甲,在探究冰的熔化特点的实验中,将装有适量碎冰的试管置于烧杯内的温水中,开始时冰 热量,温度不断升高;当冰开始熔化时,温度计的示数始终不变,由此可知,冰属于 (选填“晶体”或“非晶体”)。
(2)如图乙是“比较不同物质吸收热量的情况”的实验,用相同的烧杯分别装入 和初温相同的水和食用油。用相同规格的电加热器加热,可以通过比较 (选填“升高的温度”或“加热时间”)来反映两种液体吸收热量的多少。
(3)如图丙,在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中用到的两根电阻丝的粗细相同。实验通过电流表示数的大小来反映导体 的大小,仅利用图中的实验器材不能探究导体 (选填“长度”或“材料”)对电阻大小的影响。
22.(7分)如图,甲、乙、丙三个实验装置完全相同,烧杯内液体的质量都相同。
(1)在组装图甲中的实验器材时,需要按照 的顺序组装。
(2)要比较不同物质的比热容,应选择 两个装置,实验中两个装置相同时间内吸收的热量 (选填“相同”或“不相同”)。
(3)比较不同燃料的热值应选择 两个装置进行比较,温度计示数变化大的装置对应燃料的热值 。
(4)若图甲烧杯中为500 g的水,温度计的示数升高20 ℃时需完全燃烧10 g的酒精,若酒精完全燃烧且放出的热量全部被水吸收,则酒精的热值是 J/kg,通过实验计算出的热值与实际相比 。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
23.(7分)小龙同学用伏安法测量一个定值电阻Rx的阻值,进行了如下实验。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整。要求滑片P向右移动时,电路中的电流变大。
(2)连接电路过程中,开关处于 状态。
(3)闭合开关后,发现电压表的示数约为电源电压,移动滑片P电压表示数无明显变化,电流表示数为零。造成该故障的原因是 。
(4)排除故障后闭合开关,移动滑片P,电压表示数为2.4 V时,电流表示数如图乙,则待测电阻的阻值为 Ω。
(5)实验中,改变滑片P的位置,并记录相应数据、多次测量求Rx的平均值是为了 。利用测得的多组数据,描绘出U-R图像如下图,其中正确的是 (填字母代号)。
(6)在缺少电流表时,小龙选用阻值为R0的定值电阻设计了如图丙电路,并完成实验。过程如下:①闭合S和S1,电压表的示数为U1;②再闭合S2,电压表的示数为U2;③Rx= (用字母U1、U2和R0表示)。
六、综合应用题(本大题共2小题,共19分。解答时要求写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤,只写出最后答案,未写出主要演算过程的,不得分)
24.(7分)暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山,进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360 km,驾车前往大约需要4 h。(汽油的热值q取4.5×107 J/kg,汽油的密度ρ取0.8×103 kg/m3)
(1)求汽车的平均速度;
(2)汽车全程消耗汽油25 L,求汽油完全燃烧放出的热量Q;
(3)若汽车发动机全程的平均功率为25 kW,求汽车发动机的效率。
25.(12分)某款水位自动测控仪的测量原理如图甲所示,电源电压U恒为 15 V,定值电阻R0=10 Ω,R1为一竖直固定光滑金属棒,总长为40 cm,阻值为20 Ω,其接入电路的阻值与对应棒长成正比。弹簧上端固定,滑片P固定在弹簧下端且与R1接触良好,滑片及弹簧的阻值、重力均不计。圆柱体M通过无伸缩的轻绳挂在弹簧下端,重80 N,高60 cm,底面积为100 cm2。当水位处于最高位置A时,M刚好浸没在水中,此时滑片P恰在R1最上端;当水位降至最低位置B时,M的下表面刚好离开水面。已知弹簧所受拉力F与其伸长量ΔL的关系如图乙所示。闭合开关S,(已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)试问:
(1)当水位处于位置A时,电压表的示数为多少?
(2)水位由位置A降至B这一过程,弹簧的长度增加了多少?电压表的示数变化了多少?第十五章 电与电路 第十六章 探究电路
(考试时间:90分钟 满分:100分 得分:________)
一、单项选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。在给出的四个备选项中,只有一个选项符合题目要求)
1.端午节民间有戴香包的习俗,香包内有艾草,远远地就能闻到艾香,这是因为(A)
A.分子在不停地运动 B.分子间有空隙
C.分子间有引力 D.分子间有斥力
2.单缸四冲程汽油机在某一冲程表现如下:进气门和排气门关闭,气缸内压强增大,利用飞轮的惯性完成。下列符合这一特征的冲程是(B)
A.吸气冲程 B.压缩冲程
C.做功冲程 D.排气冲程
3.关于家庭电路的说法或做法中正确的是(D)
A.空气开关“跳闸”一定是因短路引起的
B.家用电器起火应立即用水浇灭
C.使用测电笔时手不能接触笔尾金属体
D.电冰箱使用时金属外壳必须接地
4.甲、乙是由同种材料制成的两导体,若甲电阻小于乙电阻,关于甲、乙的长度L及横截面积S大小关系,不可能存在的是(B)
A.L甲>L乙,S甲>S乙 B.L甲>L乙,S甲C.L甲S乙
5.水是生命之源,节约用水是公民的基本素养。关于水的物态变化说法正确的是(A)
A.冰雪消融——熔化,需要吸热
B.洒水降温——汽化,需要放热
C.细雨绵绵——液化,需要吸热
D.大雪纷飞——凝华,需要吸热
6.冰箱是我们常用的家用电器,下列有关说法中正确的是(B)
A.冰箱内温度低于0 ℃的冰的内能为零
B.食物放入冰箱后,温度降低,内能减少
C.从冰箱内拿出的冰熔化时,温度不变,内能不变
D.冰箱压缩机内的制冷剂汽化时要放出热量,内能减少
7.如图是电子秤的原理图,R0是定值电阻,R是滑动变阻器,它的金属滑片P与弹簧顶端固定在一起,下列说法中不正确的(D)
A.电路中R0起到保护电路的作用,R与R0是串联的
B.电子秤仪表是由电流表改装而成的
C.物品质量越小,R接入电路的电阻越大
D.物品质量越大,通过R的电流越小
8.如图的电路中,当开关都闭合时,电流表A、A1的示数分别为0.7 A、0.3 A;现在把S2断开,只闭合S1,则电流表A、A1、A2的示数分别为(B)
A.0.7 A、0.3 A、0.4 A
B.0.3 A、0.3 A、0 A
C.0.7 A、0.3 A、0 A
D.0.7 A、0.7 A、0.4 A
9.如图所示的电路,电源电压恒为4.5 V,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~3 V,定值电阻R0的阻值为5 Ω,滑动变阻器R的最大阻值为50 Ω,闭合开关S,移动滑片P的过程中,下列说法错误的是(B)
A.若滑片P向左移,电流表的示数变大
B.电压表与电流表的比值不变
C.电流表的变化范围是0.3~0.6 A
D.滑动变阻器允许的调节范围是2.5~10 Ω
10.如图电路中,电源两端的电压保持不变,R1、R2和R3为三个定值电阻。R1、R2的阻值分别为20 Ω、10 Ω。当开关S1、S2闭合,S3断开时,电流表的示数为I;当开关S1、S3闭合,S2断开时,电流表的示数为1.2 A,R1两端的电压为U1;当开关S3闭合,S1、S2断开时,电流表的示数为0.3 A,R1两端的电压为U1′。下列判断正确的是(B)
A.I=0.8 A B.R3的阻值为60 Ω
C.U1∶U1′=4 ∶3 D.电源电压为18 V
二、多项选择题(本大题共2小题,每小题4分,共8分。在每小题列出的四个备选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对得 4分,选对但不全得 2分,有选错得0分)
11.如图所示,电源两端电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片从最右端适当左移,下列说法正确的是 (BD)
A.电流表A1示数变小、电流表A2示数不变
B.电流表 A1示数不变、电压表V示数不变
C.电压表V示数变大、小灯泡L变亮
D.电压表V示数与电流表A2示数之比变小
12.小李家使用的燃气热水器,将30 kg的水从20 ℃加热到45 ℃,消耗了0.15 m3的天然气,已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),天然气的热值为4×107 J/m3,则下列说法和分析正确的是(BC)
A.水吸收热量与其末温成正比
B.水吸收热量是3.15×106 J
C.热水器效率是52.5%
D.热水器效率与环境温度有关
三、填空题(本大题共6小题,每空1分,共12分)
13.我国北方出现的罕见雾凇景观,分外漂亮,“雾凇”是由空气中的水蒸气凝华(填物态变化名称)放热(选填“吸热”或“放热”)形成的。
14.烧烤的主要燃料是木炭,木炭燃烧时其热值不变;在烤肉串的过程中,通过热传递的方式增加了肉的内能。
15.有两段电阻线A和B,在相同的电压下,通过电阻线A的电流大于通过电阻线B的电流,则电阻线B的电阻较大;将电阻线A均匀拉长后,它的电阻将变大(选填“变大”“变小”或“不变”)。
16.“曲水流觞”是古代诗酒唱酬的一种雅事。酒盏装有质量为50 g的酒,在溪水上随溪流动时酒的内能变小,这是通过__热传递__方式在改变酒的内能;漂流过程中,酒的温度从30 ℃降低至26 ℃,会放出__680__J的热量。[c酒=3.4×103 J/(kg·℃)]
17.如图是两电阻R1、R2的U-I图像。由图可知,如果将两电阻并联接入4 V电源的电路中,则干路总电流为0.6A;如果将两电阻串联接入电路中,测得通过R1的电流为0.2 A,则R2两端的电压为2V。
18.如图所示的电路中,电源两端电压不变,当甲乙都为电流表时,只闭合开关S1,此时甲乙两表的示数比是2 ∶3,R1与R2两个电阻的比值是2 ∶1;如果把甲、乙全部换成电压表,再闭合S1和S2,则甲、乙两表示数之比是3 ∶1。
四、作图题(本大题共1小题,共6分)
19.(1)(3分)小明连接好如图的电路后闭合开关,向右移动滑动变阻器的滑片时,一只电流表的示数不变,另一只电流表的示数变小。请在虚线框内填入小灯泡和滑动变阻器的元件符号。(忽略灯丝电阻的变化)
第19(1)题图) 第19(2)题图)
(2)(3分)如图是一种电动车的电路图,仅开关S1闭合时指示灯亮起,再闭合开关S2,电动机M才能启动,如果断开开关S1,指示灯熄灭,同时电动机M停止运行,将电路图补充完整。
四、实验探究题(本大题共4小题,共25分)
20.(5分)小明为了探究水的蒸发快慢与哪些因素有关,进行了如下实验:在4块相同的玻璃板上各滴一滴质量相同的水滴,如图甲、乙、丙、丁所示,并测出它们变干所用的时间分别为200 s、100 s、 50 s、 80 s。
(1)“水变少”的过程其实是物理学中的汽化(填物态变化名称)现象。
(2)分析甲、丁两图实验,可以得出“在液体表面积和温度相同时,液体表面的空气流速越大,液体蒸发越快”的结论。
(3)分析甲、乙两图实验,可以得出:在液体的温度和液体表面的空气流速相同时,液体的表面积越大,液体蒸发越快。
(4)分析甲、丙两图实验,可以得出:在液体的表面积和液体表面的空气流速相同时,液体的温度越高,液体蒸发越快。
21.(1)(6分)如图甲,在探究冰的熔化特点的实验中,将装有适量碎冰的试管置于烧杯内的温水中,开始时冰吸收热量,温度不断升高;当冰开始熔化时,温度计的示数始终不变,由此可知,冰属于晶体(选填“晶体”或“非晶体”)。
(2)如图乙是“比较不同物质吸收热量的情况”的实验,用相同的烧杯分别装入质量和初温相同的水和食用油。用相同规格的电加热器加热,可以通过比较加热时间(选填“升高的温度”或“加热时间”)来反映两种液体吸收热量的多少。
(3)如图丙,在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中用到的两根电阻丝的粗细相同。实验通过电流表示数的大小来反映导体电阻的大小,仅利用图中的实验器材不能探究导体材料(选填“长度”或“材料”)对电阻大小的影响。
22.(7分)如图,甲、乙、丙三个实验装置完全相同,烧杯内液体的质量都相同。
(1)在组装图甲中的实验器材时,需要按照自下而上的顺序组装。
(2)要比较不同物质的比热容,应选择甲、乙两个装置,实验中两个装置相同时间内吸收的热量相同(选填“相同”或“不相同”)。
(3)比较不同燃料的热值应选择乙、丙两个装置进行比较,温度计示数变化大的装置对应燃料的热值大。
(4)若图甲烧杯中为500 g的水,温度计的示数升高20 ℃时需完全燃烧10 g的酒精,若酒精完全燃烧且放出的热量全部被水吸收,则酒精的热值是4.2×106 J/kg,通过实验计算出的热值与实际相比偏小。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
23.(7分)小龙同学用伏安法测量一个定值电阻Rx的阻值,进行了如下实验。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整。要求滑片P向右移动时,电路中的电流变大。(如图所示)
(2)连接电路过程中,开关处于断开状态。
(3)闭合开关后,发现电压表的示数约为电源电压,移动滑片P电压表示数无明显变化,电流表示数为零。造成该故障的原因是Rx断路。
(4)排除故障后闭合开关,移动滑片P,电压表示数为2.4 V时,电流表示数如图乙,则待测电阻的阻值为10Ω。
(5)实验中,改变滑片P的位置,并记录相应数据、多次测量求Rx的平均值是为了减小实验误差。利用测得的多组数据,描绘出U-R图像如下图,其中正确的是B(填字母代号)。
(6)在缺少电流表时,小龙选用阻值为R0的定值电阻设计了如图丙电路,并完成实验。过程如下:①闭合S和S1,电压表的示数为U1;②再闭合S2,电压表的示数为U2;③Rx=(用字母U1、U2和R0表示)。
六、综合应用题(本大题共2小题,共19分。解答时要求写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤,只写出最后答案,未写出主要演算过程的,不得分)
24.(7分)暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山,进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360 km,驾车前往大约需要4 h。(汽油的热值q取4.5×107 J/kg,汽油的密度ρ取0.8×103 kg/m3)
(1)求汽车的平均速度;
(2)汽车全程消耗汽油25 L,求汽油完全燃烧放出的热量Q;
(3)若汽车发动机全程的平均功率为25 kW,求汽车发动机的效率。
解: (1) 汽车的平均速度:v===90 km/h;
(2)全程消耗汽油的体积:V=25 L=0.025 m3,
汽油的质量:m=ρV=0.8×103 kg/m3×0.025 m3=20 kg,
汽油完全燃烧放出的热量:
Q=mq=20 kg×4.5×107 J/kg=9×108 J;
(3)汽车全程所做的有用功:
W=Pt=25×103 W×4×3 600 s=3.6×108 J,
则汽车发动机的效率:η=×100%=×100%=40%。
25.(12分)某款水位自动测控仪的测量原理如图甲所示,电源电压U恒为 15 V,定值电阻R0=10 Ω,R1为一竖直固定光滑金属棒,总长为40 cm,阻值为20 Ω,其接入电路的阻值与对应棒长成正比。弹簧上端固定,滑片P固定在弹簧下端且与R1接触良好,滑片及弹簧的阻值、重力均不计。圆柱体M通过无伸缩的轻绳挂在弹簧下端,重80 N,高60 cm,底面积为100 cm2。当水位处于最高位置A时,M刚好浸没在水中,此时滑片P恰在R1最上端;当水位降至最低位置B时,M的下表面刚好离开水面。已知弹簧所受拉力F与其伸长量ΔL的关系如图乙所示。闭合开关S,(已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)试问:
(1)当水位处于位置A时,电压表的示数为多少?
(2)水位由位置A降至B这一过程,弹簧的长度增加了多少?电压表的示数变化了多少?
解:(1)当水位处于位置A时,滑片P在R1最上端,此时R1=20 Ω,根据串联电路的电阻特点可知,电路的总电阻:R=R0+R1=10 Ω+20 Ω=30 Ω,电路中的电流:I===0.5 A,由I=得,R1两端的电压:U1=IR1=0.5 A×20 Ω=10 V,即电压表示数为10 V;
(2)当水位处于位置A时,M刚好浸没,排开水的体积:
V排=V=Sh=100 cm2×60 cm=6 000 cm3=6×10-3 m3,
则M受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×6×10-3 m3=60 N,
则弹簧受到的拉力:F1=G-F浮=80 N-60 N=20 N,
由图乙可知,当F1=20 N时,弹簧的伸长量ΔL1=10 cm,
当水位降至位置B时,M的下表面刚好离开水面,所受浮力为零,
则此时弹簧受到的拉力:F2=G=80 N,
由图乙可知,当F2=80 N时,弹簧的伸长量ΔL2=40 cm,
所以,水位由位置A降至B这一过程中,弹簧的长度增加量:
ΔL=ΔL2-ΔL1=40 cm-10 cm=30 cm,
当水位降至位置B时,R1接入电路的长度:
L=L总-ΔL=40 cm-30 cm=10 cm,
因为R1接入电路的阻值与对应的棒长成正比,即=,
所以,此时R1接入电路的阻值:
R1′=×R1=×20 Ω=5 Ω,
此时电路中的电流:I′===1 A,
由I=得,此时R1两端的电压:
U1′=I′R1′=1 A×5 Ω=5 V,即此时电压表示数为5 V,
所以,电压表的示数变化量:ΔU=U1-U1′=10 V-5 V=5 V。