Question

隨著人們生活水平的不斷提高，各種小汽車已經(jīng)走進我們的家庭．仔細觀察和思考，可以發(fā)現(xiàn)小汽車的一些設計和使用過程中的許多現(xiàn)象都與物理知識有關，請你用學過的物理知識解答下面的問題：

（1）小汽車的外形設計成流線型（如圖1所示），當小汽車在水平路面上高速行駛時對路面的壓力比靜止時

減小

（選填“增大”、“減小”或“不變”），其原因是

流體壓強與流速的關系，流速越快，壓強越小，小汽車上面呈弧形，當小汽車高速行駛時上面空氣流動快，這樣空氣對車底向上的壓強大于對車頂向下的壓強，產(chǎn)生向上的壓力差，使的小汽車對路面的壓力比靜止時減�。�

．
（2）汽車發(fā)動機工作時，缸體的溫度很高，為確保發(fā)動機正常工作，需對缸體進行冷卻．汽車發(fā)動機常用水作為冷卻劑，這主要利用了水的

比熱容大

的特性．若汽車的水箱中裝有10kg水，當水溫升高50℃時吸收的熱量是

2.1×10⁶

J（ c_水=4.2×10³J/（kg?℃））
（3）“五?一”期間，小明一家開車外出旅游，途中看到如圖2所示的限速牌．小明用了10min的時間通過了這段10km長的限速路段，請你通過計算說明他超速了嗎？

超速

（4）圖3為某小汽車測定油箱內(nèi)油量的電路原理圖．其中：Rx為壓力傳感器，它的電阻值隨受到壓力的變化而變化，阻值隨壓力變化的關系如圖4所示；表A為油量表，它實質(zhì)是一只電流表，油箱內(nèi)油量的變化通過電流表示數(shù)的變化顯示出來； R₀是阻值為5Ω的定值電阻；電源電壓恒為15V；油箱位于壓力傳感器Rx上，空油箱重50N．若電流表的量程為0_～0.6A，該油箱加滿油時，指針恰好指示最大刻度，求：（1升=1dm³）（ρ_汽油?=0.7×10³kg/m³）?
①油箱加滿油時，R₀兩端的電壓和R_x的阻值．
②油箱最多能儲油多少升？??

50

．

Answer 1

分析：（1）流體壓強與流速的關系，流速越快，壓強越��；
（2）水的比熱容最大，質(zhì)量相同的水和其他物質(zhì)，溫度變化相同時，水吸放熱最多，已知水的質(zhì)量10kg，水的溫度升高50℃，根據(jù)Q_吸=c_水m_水△t可求出水吸收的熱量；
（3）已知時間10min，路程10km，求出速度與40km/h比較較即可；
（4）①根據(jù)油箱加滿油時，指針恰好指示最大刻度，即電流為0.6A，又知R₀是阻值為5Ω，根據(jù)U=IR可求出R₀兩端的電壓，又知電源電壓恒為15V，根據(jù)歐姆定律求出電路總電阻，減去R₀是阻值為5Ω，即為R_x的阻值；
②根據(jù)阻值隨壓力變化的關系，可找到油箱加滿油時油箱和油的對電阻R_x的壓力，從而知道油箱和油的重力，減去空油箱重50N，就是油的重力，從而求出質(zhì)量，再根據(jù)密度公式求出油的體積．

解答：解：（1）流體壓強與流速的關系，流速越快，壓強越小，小汽車上面呈弧形，高速行駛時上面空氣流動快，對車的壓強小，這樣空氣對車向上的壓力大于向上的壓力，所以小汽車在水平路面上高速行駛時對路面的壓力比靜止時減��；
（2）根據(jù)Q_吸=cm△t可知，水的比熱容最大，質(zhì)量相同，升高的溫度相同，水吸收的熱量最多，冷卻效果好；
水吸收的熱量：
Q_吸=c_水m_水△t=4.2×10³J/（kg?℃）×10kg×50℃=2.1×10⁶J；
（3）小汽車的速度：
v=

S

t

=

10km

1 6 h

=60km/h＞40km/h，超速；
（4）①電路中電流是0.6A，
R₀兩端的電壓：
U₀=IR₀=0.6A×5Ω=3V，
電路的總電阻：
R=

U源

I

=

15V

0.6A

=25Ω，
R_x=R-R₀=25Ω-5Ω=20Ω；
②由圖象可知，當R_x的阻值為20Ω時，壓力為400N，
油的重力：
G=400N-50N=350N，
油的質(zhì)量：
m=

G

g

=

350N

10N/kg

=35kg，
油的體積：
V=

m

ρ

=

35kg

0.7×103kg/m3

=50×10^-3m³=50升．
故答案為：（1）減小；流體壓強與流速的關系，流速越快，壓強越小，小汽車上面呈弧形，當小汽車高速行駛時，上面空氣流動快，這樣空氣對車底向上的壓強大于對車頂向下的壓強，產(chǎn)生向上的壓力差，使的小汽車對路面的壓力比靜止時減�。�
（2）比熱容大，2.1×10⁶；
（3）油箱加滿油時，R₀兩端的電壓是3V，Rx的阻值是20Ω；
（4）50．

點評：本題涉及到的知識面比較廣，熱量的計算、速度的計算、壓強與流速的關系比較簡單，難點在于歐姆定律的應用，是一道電熱綜合題，正確分析電路看清電阻值隨壓力變化的關系是關鍵．