某同学设计了一个利用如图甲所示的电路来测量海水的深度，其中R1=2Ω是一个定值电阻，R2是一个压敏电阻，它的阻值随所受压力F的变化关系如图（乙）所示，电源电压保持6V不变，将此压

Question

某同学设计了一个利用如图甲所示的电路来测量海水的深度，其中R₁=2Ω是一个定值电阻，R₂是一个压敏电阻，它的阻值随所受压力F的变化关系如图 （乙）所示，电源电压保持6V不变，将此压敏电阻用绝缘薄膜包好后放在一个硬质“”形绝缘盒中，放入海水中保持受力面水平，且只有一个面积为0.02m²的面承受海水压力，（设海水的密度ρ_海水=1.0×10³kg/m³）．求：
（1）当图甲中电流表A的示数为0.2A时，压敏电阻R₂的阻值是多少？
（2）如图（乙）所示，当压敏电阻R₂的阻值为20Ω时，查看坐标图回答，此时压敏电阻R₂所受的压力是多少？求此时压敏电阻R₂所受的压强是多少？此时压敏电阻R₂所处的海水深度是多少？
（3）若图甲中电流表A的最大测量值为0.6A，则使用此方法能测出海水的最大深度是多少？

Answer 1

（1）∵I=(U)/(R)
∴当电流表示数为0.2A时，总电阻为：R=(U)/(I)=(6V)/(0.2A)=30Ω；
压敏电阻R₂的阻值为：R₂=R-R₁=30Ω-2Ω=28Ω；
（2）根据图象可知：当压敏电阻R₂的阻值为20Ω时，压敏电阻受到海水的压力为4×10⁴N；
则压敏电阻受到的压强为：P=(F)/(S)=(4×104N)/(0.02m2)=2×10⁶Pa；
则压敏电阻R₂所处的海水深度是：h=(P)/(ρ水g)=(2×106Pa)/(103kg/m3×10N/kg)=200m；
（3）当电流表示数达到最大0.6A时，总电阻为：R=(U)/(I大)=(6V)/(0.6A)=10Ω；
此时压敏电阻R₂的阻值为：R₂=R-R₁=10Ω-2Ω=8Ω；
根据图象可知：当压敏电阻R₂的阻值为8Ω时，压敏电阻受到海水的压力为10×10⁴N；
则压敏电阻受到的压强为：P_大=(F)/(S)=(10×104N)/(0.02m2)=5×10⁶Pa；
则使用此方法能测量出海水的最大深度是：h_大=(P大)/(ρ水g)=(5×106Pa)/(103kg/m3×10N/kg)=500m；
答：（1）当A示数为0.2A时，压敏电阻R₂的阻值是28Ω；
（2）当压敏电阻R₂的阻值为20Ω时，求此时压敏电阻R₂所处的海水深度是200m；
（3）若A的最大测量值为0.6A，则使用此方法能测量出海水的最大深度是500m．