Question

6．近年来，我市的轿车市场十分火爆，各种新型轿车驶进千家万户．如图为某新型轿车自从测定油箱内油面高度的电路原理图．其中电源电压恒为6伏，R₀是阻值为5欧姆的定值电阻，A是油量指示表（实质是一只电流表，油量的变化通过电流的变化同步显示出来）．R_x为压敏电阻，它的特点是表面受到液体的压强越大，阻值就越小．
（1）随着油箱内汽油液面的下降，油量表的示数将变小．（填“变大”、“变小”或“不变”）
（2）当油箱内汽油下降到某一位置时，压敏电阻R_x的阻值变为15欧姆，此时闭合开关S，电路中的R_x消耗的电功率是多少？
（3）轿车在平直的高速公路上匀速行驶，发动机的牵引力为1600牛顿，当轿车行驶了200千米路程时，牵引力做了多少功？

Answer 1

分析 （1）观察电路图可知，压敏电阻与定值电阻串联接入电路，油量下降，对压敏电阻的压力减小，压敏电阻的阻值变大，电路中总电阻变大，根据欧姆定律，电源电压恒定不变，电路中的电流变小，电流表示数变小；
（2）电源电压已知，由串联电路特点及欧姆定律可以求出此时电路电流的大小，再利用公式P=I²R求出电路中的R_x消耗的电功率；
（3）轿车匀速直线行驶，已知牵引力和轿车行驶的路程，利用W=Fs计算发动机做的功．

解答 解：（1）压敏电阻的特点是表面受到液体的压强越大，阻值就越小，所以随着油箱内汽油液面的下降，压敏电阻受到的压强减小，压敏电阻的阻值变大，根据串联电路的特点，电路中总电阻变大，根据欧姆定律I=$\frac{U}{R}$可知，电路中电流变小，即油量表的示数将变小；
（2）此时电路电流：
I=$\frac{U}{{R}_{0}{+R}_{x}}$=$\frac{6V}{5Ω+15Ω}$=0.3A；
电路中的R_x消耗的电功率：
P=I²R_x=（0.3A）²×15Ω=1.35W；
（3）轿车牵引力做的功为：
W=Fs=1600N×200×10³m=3.2×10⁸J．
答：（1）变小；
（2）电路中的R_x消耗的电功率为1.35W；
（3）牵引力做了3.2×10⁸J的功．

点评 本题考查了串联电路的特点、欧姆定律的应用以及功和功率的计算，解题的关键是掌握相关计算公式及其变形，还需要掌握串联电路的特点．