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私家车己日益普及,如图是一种测量小汽车油箱量的装置原理图,它主要由电源、压敏电阻R(电阻随所受压力的变化而变化)、油量表(由电阻可忽略不计的电流表改装而成且量程足够大)
题目详情
私家车己日益普及,如图是一种测量小汽车油箱量的装置原理图,它主要由电源、压敏电阻R(电阻随所受压力的变化而变化)、油量表(由电阻可忽略不计的电流表改装而成且量程足够大)等组成电路.压敏电阻R在一定范围内的阻值与所受压力的关系如下表所示,油箱位于压敏电阻上方,油箱的质量为5kg,油箱底与电阻的接触面积为2×10-4m2,电源电压为6V不变,请回答下列问题.(ρ汽油=0.7×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)未放油箱时,电路中的电流是多少?
(2)若油箱对压敏电阻R的压强是1.3×106Pa,则油箱内油量为多少升?
(3)根据表格和题中信息,在如图所示的表盘上画出油箱中油量分别为0L和50L时指针所指的位置(不需书写计算过程)
压力F(N) | 0 | 50 | 100 | 200 | 300 | 400 |
电阻R(Ω) | 80 | 60 | 40 | 30 | 20 | 10 |
(2)若油箱对压敏电阻R的压强是1.3×106Pa,则油箱内油量为多少升?
(3)根据表格和题中信息,在如图所示的表盘上画出油箱中油量分别为0L和50L时指针所指的位置(不需书写计算过程)
▼优质解答
答案和解析
(1)未放油箱时F=0,由表格数据可知,R=80Ω,
此时电路中的电流:
I=
=
=0.075A;
(2)由p=
可得,压敏电阻受到的压力:
F=pS=1.3×106Pa×2×10-4m2=260N,
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,汽油的重力:
G汽油=F-G油箱=F-m油箱g=260N-5kg×10N/kg=210N,
由G=mg可得,汽油的质量:
m汽油=
=
=21kg,
由ρ=
可得,油箱内油量:
V=
=
=3×10-2m3=30L;
(3)当油箱中油量为0L时,压敏电阻受到的压力:
F1=G油箱=m油箱g=5kg×10N/kg=50N,
由表格数据可知,压敏电阻的阻值R1=60Ω,
电路中的电流:
I1=
=
=0.1A,即0L时指针所指的位置为0.1A;
当油箱中油量为50L时,汽油的质量:
m汽油′=ρ汽油V′=0.7×103kg/m3×50×10-3m3=35kg,
压敏电阻受到的压力:
F2=G总=(m汽油′+m油箱)g=(35kg+5kg)×10N/kg=400N,
由表格数据可知,压敏电阻的阻值R2=10Ω,
电路中的电流:
I2=
=
=0.6A,即50L时指针所指的位置为0.6A,
如下图所示:
答:(1)未放油箱时,电路中的电流是0.075A;
(2)若油箱对压敏电阻R的压强是1.3×106Pa,则油箱内油量为30L;
(3)油箱中油量分别为0L和50L时指针所指的位置如上图所示.
此时电路中的电流:
I=
U |
R |
6V |
80Ω |
(2)由p=
F |
S |
F=pS=1.3×106Pa×2×10-4m2=260N,
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,汽油的重力:
G汽油=F-G油箱=F-m油箱g=260N-5kg×10N/kg=210N,
由G=mg可得,汽油的质量:
m汽油=
G汽油 |
g |
210N |
10N/kg |
由ρ=
m |
V |
V=
m汽油 |
ρ汽油 |
21kg |
0.7×103kg/m3 |
(3)当油箱中油量为0L时,压敏电阻受到的压力:
F1=G油箱=m油箱g=5kg×10N/kg=50N,
由表格数据可知,压敏电阻的阻值R1=60Ω,
电路中的电流:
I1=
U |
R1 |
6V |
60Ω |
当油箱中油量为50L时,汽油的质量:
m汽油′=ρ汽油V′=0.7×103kg/m3×50×10-3m3=35kg,
压敏电阻受到的压力:
F2=G总=(m汽油′+m油箱)g=(35kg+5kg)×10N/kg=400N,
由表格数据可知,压敏电阻的阻值R2=10Ω,
电路中的电流:
I2=
U |
R2 |
6V |
10Ω |
如下图所示:
答:(1)未放油箱时,电路中的电流是0.075A;
(2)若油箱对压敏电阻R的压强是1.3×106Pa,则油箱内油量为30L;
(3)油箱中油量分别为0L和50L时指针所指的位置如上图所示.
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