Question

【题目】某同学设计了一个测量海水深度的装置，其内部电路如图甲所示，其中R1=5Ω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，将其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。（设海水的密度ρ海水=1.0×103kg/m3, g=10N/kg）求：

（1）当R2的阻值为15Ω时，电流表的示数；

（2）当电流表的示数为0.5A时，R1消耗的电功率；

（3）若将装有此压敏电阻的绝缘盒放入水下200m深处，根据图乙计算此时压敏电阻R2的阻值。

Answer 1

【答案】（1）0.3A；（2）1.25W；（3）20Ω

【解析】

（1）由电路图知道，R1与R2串联，电流表测量电路的电流，

当R2的阻值为15Ω时，电路的总电阻是：R总= R1+R2=5Ω+15Ω=20Ω，

由欧姆定律知道此时电路的电流是： I==0.3A；

（2）当电流表的示数为0.5A时，由P1 =I2 R知道，

R1 消耗的电功率是：P1 =I2 R1 =（0.5A）2 ×5Ω=1.25W；

（3）当将装有此压敏电阻的绝缘盒放入水下200m深处，压敏电阻受到的压强是：p=ρgh=1.0×103 kg/m3 ×10N/kg×200m=2×106 Pa，

由p=知道，压敏电阻受到的压力是：F=pS=2×106 Pa×0.02m2 =4×104 N，

由图乙知道，此时压敏电阻的阻值是：R2 =20Ω。