Question

【題目】如圖甲為某型號(hào)汽車(chē)的自動(dòng)測(cè)定油箱內(nèi)油量的電路原理圖，其中電源兩端的電壓為24V，R0為定值電阻，A為油量指示表（一只量程為0~0.6A的電流表）；Rx為壓敏電阻（厚度不計(jì)），它的上表面受力面積為10cm2，其阻值與所受壓力的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖乙所示。油箱的橫截面積為20dm2，油箱加滿(mǎn)汽油時(shí)深度為0.4m，油量指示表的示數(shù)在最大值處。（已知：汽油的密度ρ=0.7×103kg/m3 ，g取10 N/kg，汽油的熱值q=3.0×1010J/m3）請(qǐng)解答下列問(wèn)題：

（1）當(dāng)油箱裝滿(mǎn)汽油時(shí)，壓敏電阻Rx上表面受到的壓力是多大？

（2）定值電阻R0的阻值是多大？

（3）當(dāng)油箱內(nèi)汽油用完時(shí)，油量指示表的指針指向某一位置，求此位置所對(duì)應(yīng)的電流值是多少？

（4）當(dāng)該車(chē)勻速行駛1h消耗10L（1L=1dm2 ）汽油時(shí)，汽油完全燃燒放出的熱量有30%轉(zhuǎn)化成汽車(chē)的有用功，則汽車(chē)在這段時(shí)間的功率是多少？

Answer 1

【答案】（1）2.8 N（2）10Ω（3）0.08A（4）2.5×104W

【解析】

(1)由液體壓強(qiáng)公式p=ρgh可求得汽油對(duì)壓敏電阻的壓強(qiáng)；再根據(jù)導(dǎo)出公式F=pS算出油對(duì)Rx的壓力；

(2)在乙圖圖象中找出對(duì)應(yīng)的電阻值；電源電壓已知，裝滿(mǎn)油時(shí)電流表示數(shù)為所接量程的最大值，由串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律可以求出R0的阻值；

(3)油箱內(nèi)汽油用完時(shí)，壓敏電阻受到的壓力為零，由圖象可求出壓敏電阻的阻值，然后由歐姆定律可求出電路中的電流值；

(4)先求出汽車(chē)做的有用功，然后由功率公式求出功率。

(1)裝滿(mǎn)汽油時(shí)汽油對(duì)壓敏電阻的壓強(qiáng)為

由得，壓力

(2)電流表量程為00.6A，油箱加滿(mǎn)汽油時(shí)深度為0.4m，油量指示表的示數(shù)在最大值處,即油箱加滿(mǎn)汽油時(shí),電流表示數(shù)為I1=0.6A，當(dāng)油箱裝滿(mǎn)汽油時(shí)，壓敏電阻Rx的阻值為30 Ω，由歐姆定律可得

解得；

(3)當(dāng)油箱內(nèi)汽油用完時(shí)，壓敏電阻上表面受到的壓力為零，根據(jù)壓敏電阻與所受壓力的對(duì)應(yīng)關(guān)系，壓敏電阻的阻值為290 Ω，由歐姆定律可得

(4)汽油釋放的熱量

由可知，有用功

汽車(chē)在這段時(shí)間的功率

答：(1)當(dāng)油箱裝滿(mǎn)汽油時(shí)，壓敏電阻Rx上表面受到的壓力為2.8N；

（2）定值電阻R0=10Ω；

（3）當(dāng)油箱內(nèi)汽油用完時(shí)，此位置所對(duì)應(yīng)的電流為0.08A；

（4）汽車(chē)在這段時(shí)間的功率為。