题目内容

8.小军和小金开车去北京开会,如图甲为小军的汽车油箱内测油量的电路原理图.Rx为压力传感器,它的电阻值随受到压力的变化的关系如图乙所示;表A为油量表(实质是一只量程为0~0.6A的电流表),油箱内油量的变化通过电流表示数的变化显示出来;定值电阻R0=5Ω;电源电压恒为15V;油箱位于压力传感器Rx上,空油箱重50N.

(1)出发前小军给该油箱加满油时,指针恰好指示最大刻度,此时R0两端的电压是多少?Rx的阻值是多少?
(2)油箱最多能储油多少升?(1L=1dm3g=10N/kg   ρ汽油=0.7×103kg/m3)
(3)开车途中看到如图丙所示的限速牌.小金用了10min的时间通过了这段10km长的限速路段,请你通过计算说明他超速了吗?
(4)小汽车给人们带来诸多方便,但它的排放也造成雾霾天气、城市热岛效应和温室效应等问题.请你针对上述三种问题中的任意一种,从可持续发展的角度,就如何减小汽车的负面影响,提出一条合理化建议.

分析 (1)油箱加满油时,电流表指针恰好指示最大刻度即电路中的电流为0.6A,根据欧姆定律求出R0两端的电压;根据欧姆定律求出加满油时电路中的总电阻,再根据电阻的串联求出Rx的阻值;
(2)由图象读出传感器受到的压力即为油箱和油的重力,然后减去空油箱重即为油重,根据G=mg求出质量,再根据密度公式求出储油的体积.
(3)由速度公式求出汽车的速度,然后根据汽车速度大小判断是否超速.
(4)从节约能源、减少污染等方面考虑即可.

解答 解:(1)油箱加满油时,电路中的电流I=0.6A,
根据欧姆定律可得,R0两端的电压:
U0=IR0=0.6A×5Ω=3V,
加满油时,电路中的总电阻:
R总=$\frac{U}{I}$=$\frac{15V}{0.6A}$=25Ω,
串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
Rx=R总-R0=25Ω-5Ω=20Ω;
(2)由图象可知,Rx=20Ω时,传感器受到的压力F=400N,
油的重力:G油=G-G油箱=F-G油箱=400N-50N=350N,
由G=mg和ρ=$\frac{m}{V}$可得,油的体积:
V=$\frac{{m}_{油}}{{ρ}_{汽油}}$=$\frac{{G}_{油}}{{ρ}_{汽油}g}$=$\frac{350N}{0.7×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=0.05m3=50L.
(3)汽车的速度:v=$\frac{s}{t}$=$\frac{10km}{\frac{10}{60}h}$=60km/h,
由交通标志牌可知,该路段限速40km/h,汽车超速了;
(4)骑自行车、步行、乘公交车出行能节约能源,减少污染,应少开车,尽量步行、骑自行车或乘公交车出行.
答:(1)加满油时R0两端的电压是3V,Rx的阻值是20Ω;
(2)油箱最多能储油50升;
(3)汽车超速了;
(4)应少开车,尽量步行、骑自行车或乘公交车出行.

点评 本题为力学、电学的综合题,考查了学生对密度公式、欧姆定律、压力与重力关系的掌握和运用,虽知识点多、综合性强,但和生活现象密切联系,有意义.

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