题目内容
近年来,我国汽车工业发展迅猛,各种新型汽车不断投放市场。它们均使用汽油做燃料并符合国际排放标准。如图(甲)所示为某新型汽车自动测定油箱内油面高度的电路原理图,其中电源电压恒为6V,R0为定值电阻,A为油量指示表(实质是一只量程为0~0.6 A的电流表), Rx为压敏电阻(其电阻值随电阻表面受到的液体压强增大而减小)。关于压敏电阻Rx的阻值与所受液体压强的对应关系如下表所示:ρ汽油="0.71×103" kg/m3
油箱是圆柱形容器,底面积为0.15m2,油箱内汽油高度达到60 cm时油箱即装满,油箱装满时,油量指示表的示数如图(乙)所示。
⑴当油箱内汽油用空时,油量指示表的指针指向某一位置,求此位置所对应的电流值。
⑵为测试该汽车的油耗,将汽车油箱装满后,沿高速公路行驶300 km路程,油量指示表的指针从“满”处向左逐渐偏转到“E”处,如图(丙)所示,问该汽车每行驶100km消耗汽油多少升?
Rx所受液体压强值/Pa | 0 | 1420 | 2840 | 4260 | 5680 |
Rx对应的电阻/Ω | 45 | 27 | 15 | 5 | 2.5 |
⑴当油箱内汽油用空时,油量指示表的指针指向某一位置,求此位置所对应的电流值。
⑵为测试该汽车的油耗,将汽车油箱装满后,沿高速公路行驶300 km路程,油量指示表的指针从“满”处向左逐渐偏转到“E”处,如图(丙)所示,问该汽车每行驶100km消耗汽油多少升?
(1)0.12A (2)10L
:(1)油箱装满时所盛汽油的质量m=ρV=0.71×103kg/m3×0.15×0.6m3=63.9kg;
汽油对压敏电阻的压强值P=ρgh=0.71×103kg/m3×10N/kg×0.6m=4260Pa;
由图可知,电流表量程为0~0.6A,则最小分度为0.02A,则指针的示数为0.6A;这时电路中的总电阻R="U/I" =10Ω;
查表可得,对应的Rx的阻值为5Ω,所以定值电阻R0的阻值R0=R-Rx=10Ω-5Ω=5Ω;
油箱空时,压敏电阻所受液体压强为0;查表可知对应的压敏电阻的阻值为45Ω,
电路中电阻R=R0+RX=5Ω+45Ω=50Ω,则由欧姆定律可得:电路中的电流I="U/R" =0.12A;
(2)当油量表的指针偏转到丙图所示位置时,其示数为I=0.3A,这时电路中的电阻Rx的值Rx="U/I" -R0 =15Ω,
查表可知对应的汽油压强值为2840Pa,则由P=ρgh可得,h=P/(ρg) =0.4m;
则行驶300km路程消耗汽油的体积V=0.15m2×(0.6m-0.4m)=30L;
所以每100km消耗的汽油为10L;
点评:本题综合考查了力学与电路中的相关知识,对学生的审题能力、综合分析计算能力等要求较高,难度较大.
汽油对压敏电阻的压强值P=ρgh=0.71×103kg/m3×10N/kg×0.6m=4260Pa;
由图可知,电流表量程为0~0.6A,则最小分度为0.02A,则指针的示数为0.6A;这时电路中的总电阻R="U/I" =10Ω;
查表可得,对应的Rx的阻值为5Ω,所以定值电阻R0的阻值R0=R-Rx=10Ω-5Ω=5Ω;
油箱空时,压敏电阻所受液体压强为0;查表可知对应的压敏电阻的阻值为45Ω,
电路中电阻R=R0+RX=5Ω+45Ω=50Ω,则由欧姆定律可得:电路中的电流I="U/R" =0.12A;
(2)当油量表的指针偏转到丙图所示位置时,其示数为I=0.3A,这时电路中的电阻Rx的值Rx="U/I" -R0 =15Ω,
查表可知对应的汽油压强值为2840Pa,则由P=ρgh可得,h=P/(ρg) =0.4m;
则行驶300km路程消耗汽油的体积V=0.15m2×(0.6m-0.4m)=30L;
所以每100km消耗的汽油为10L;
点评:本题综合考查了力学与电路中的相关知识,对学生的审题能力、综合分析计算能力等要求较高,难度较大.
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