题目内容
(2012?衡阳)某同学设计了一个利用如图甲所示的电路测量海水的深度,其中R1=2Ω是一个定值电阻,R2是一个压敏电阻,它的阻值随所受压力F的变化关系如图乙所示,电源电压保持6V不变,将此压敏电阻用绝缘薄膜包好后放在一个硬质
形绝缘盒中,放入海水中保持受力面水平,且只有一个面积为0.02m2的面承受海水压力.(设海水密度ρ海水=1.0×103kg/m3).求:
(1)当A示数为0.2A时,压敏电阻R2的阻值是多少?
(2)如图乙所示,当压敏电阻R2的阻值为20Ω时,求此时压敏电阻R2所处的海水深度是多少?
(3)若A的最大测量值为0.6A,则使用此方法能测量出海水的最大深度是多少?
![](http://thumb.1010pic.com/pic3/upload/images/201306/27/2bef0203.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic3/upload/images/201207/17/ac0b18fa.png)
(1)当A示数为0.2A时,压敏电阻R2的阻值是多少?
(2)如图乙所示,当压敏电阻R2的阻值为20Ω时,求此时压敏电阻R2所处的海水深度是多少?
(3)若A的最大测量值为0.6A,则使用此方法能测量出海水的最大深度是多少?
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分析:(1)根据欧姆定律公式及串联电路的特点可求题目中的某些电学物理量;
(2)认真分析图象的含义,再结合电路图可求海水深度;
(3)将电学中的欧姆定律与力学中的液体压强有机结合起来,以压敏电阻做为媒介;可求最大深度
(2)认真分析图象的含义,再结合电路图可求海水深度;
(3)将电学中的欧姆定律与力学中的液体压强有机结合起来,以压敏电阻做为媒介;可求最大深度
解答:解:(1)当电流表示数为0.2A时,总电阻为:R=
=
=30Ω;
压敏电阻R2的阻值为:R2=R-R1=30Ω-2Ω=28Ω;
(2)根据图象可知:当压敏电阻R2的阻值为20Ω时,压敏电阻受到海水的压力为4×104N;
则压敏电阻受到的压强为:P=
=
=2×106Pa;
则压敏电阻R2所处的海水深度是:h=
=
=200m;
(3)当电流表示数达到最大0.6A时,总电阻为:R=
=
=10Ω;
此时压敏电阻R2的阻值为:R2=R-R1=10Ω-2Ω=8Ω;
根据图象可知:当压敏电阻R2的阻值为8Ω时,压敏电阻受到海水的压力为10×104N;
则压敏电阻受到的压强为:P大=
=
=5×106Pa;
则使用此方法能测量出海水的最大深度是:h大=
=
=500m;
答:(1)当A示数为0.2A时,压敏电阻R2的阻值是28Ω;
(2)当压敏电阻R2的阻值为20Ω时,求此时压敏电阻R2所处的海水深度是200m;
(3)若A的最大测量值为0.6A,则使用此方法能测量出海水的最大深度是500m.
U |
I |
6V |
0.2A |
压敏电阻R2的阻值为:R2=R-R1=30Ω-2Ω=28Ω;
(2)根据图象可知:当压敏电阻R2的阻值为20Ω时,压敏电阻受到海水的压力为4×104N;
则压敏电阻受到的压强为:P=
F |
S |
4×104N |
0.02m2 |
则压敏电阻R2所处的海水深度是:h=
P |
ρ水g |
2×106Pa |
1000kg/m3×10N/kg |
(3)当电流表示数达到最大0.6A时,总电阻为:R=
U |
I大 |
6V |
0.6A |
此时压敏电阻R2的阻值为:R2=R-R1=10Ω-2Ω=8Ω;
根据图象可知:当压敏电阻R2的阻值为8Ω时,压敏电阻受到海水的压力为10×104N;
则压敏电阻受到的压强为:P大=
F |
S |
10×104N |
0.02m2 |
则使用此方法能测量出海水的最大深度是:h大=
P大 |
ρ水g |
5×106Pa |
1000kg/m3×10N/kg |
答:(1)当A示数为0.2A时,压敏电阻R2的阻值是28Ω;
(2)当压敏电阻R2的阻值为20Ω时,求此时压敏电阻R2所处的海水深度是200m;
(3)若A的最大测量值为0.6A,则使用此方法能测量出海水的最大深度是500m.
点评:此题是一道力学与电学的综合题;明确图象的含义,以压敏电阻做中介,将压强知识与欧姆定律结合起来进行计算即可.
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
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