Question

【題目】如圖甲所示為汽車(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不變，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），R為壓敏電阻，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，油箱加滿汽油時(shí)深度為0.4m．此時(shí)油量指示表的示數(shù)在最大值處．（已知：ρ汽油=0.7×103kg/m3，取g=10N/kg，q汽油=3.0×1010J/m3）

請(qǐng)解答下列問(wèn)題：

（1）當(dāng)油箱裝滿汽油時(shí)，壓敏電阻R阻值是多大？定值電阻R0阻值是多大？

（2）當(dāng)油箱內(nèi)汽油用完時(shí)，油量指示表的指針?biāo)鶎?duì)應(yīng)的電流值是多少？

（3）當(dāng)該車(chē)以90km/h的速度勻速行駛1h消耗10L汽油，汽油完全燃燒放出的熱量有30%，轉(zhuǎn)化成汽車(chē)的有用功，則行駛過(guò)程中汽車(chē)受到的阻力多大？

Answer 1

【答案】（1）10Ω， 30Ω；（2）當(dāng)0.2A；（3）1000N．

【解析】解答：(1)由題意，裝滿油時(shí)，壓敏電阻受到的壓強(qiáng)：p＝ρgh＝0.7×103kg/m3×10N/kg×0.4m＝2.8×103Pa；受到的壓力：F＝pS＝2.8×103Pa×10×104 m2＝2.8N；裝滿油時(shí),壓敏電阻受到的壓力為2.8N,由圖乙知,壓敏電阻為10Ω,油量指示表的示數(shù)在最大值處,即電路中的電流I＝0.6A,根據(jù)歐姆定律I，電路的總電阻：R總＝＝40Ω，根據(jù)電阻的串聯(lián)，定值電阻阻值：R0＝R總R壓＝40Ω10Ω＝30Ω；(2)當(dāng)油箱內(nèi)汽油用完時(shí)，壓敏電阻上受到的壓力為0，由圖示圖象可知,此時(shí)壓敏電阻阻值：Rx1＝90Ω，電路電流：I1＝＝0.2A；(3)汽油完全燃燒釋放的熱量：Q＝qV＝3.0×1010J/m3×10×103m3＝3.0×108J，汽車(chē)做功：W＝Qη＝3.0×108J×30%＝9×107J，汽車(chē)的路程：s＝vt＝90km/h×1h＝90km＝9×104m，汽車(chē)的牽引力：F＝＝1000N，汽車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由平衡條件可知，阻力：f＝F＝1000N。