题目内容

【题目】如图甲所示,是某型号汽车的自动测定油箱内油量的电路原理图.其中,电源的电压为12V,保护电阻R0=5Ω,A为一个量程为0~0.6A的电流表(油量表),Rx为压敏电阻(厚度不计),其阻值Rx随油量深度h的变化关系如图乙所示;油箱的上、下两部分均为大小不同的圆柱形容器,上部容器和下部容器的横截面积之比为1:2,且下部容器的高和底面直径均为2dm.则:
(1)当圆柱形容器内盛装一定量的汽油时,上部与下部容器中汽油的深度之比为2:1.那么,此时电路中的电流是多少?
(2)若汽油价格是8元/升,当该汽车在高速公路上匀速100Km时,油量表的指针由满刻度指到了 刻度,那么,汽车每匀速行驶1Km所消耗的汽油费是多少元?(π=3)

【答案】
(1)解:∵h1=2dm=0.2m,且上部与下部容器中汽油的深度之比为2:1,

∴h2=2h1=2×0.2m=0.4m,油量的深度h=h1+h2=0.2m+0.4m=0.6m,

由图像可知,Rx=45Ω,

电路中的电流I= = =0.24A


(2)解:当油量表满刻度时,电路中的电流Imax=0.6A,

电路中的电阻Rmin= = =20Ω,

压敏电阻的阻值Rx′=Rmin﹣R0=20Ω﹣5Ω=15Ω,

由图像可知,油量的深度为h′=0.9m,则h1=0.2m,h2′=0.9m﹣0.2m=0.7m,

当油量表的指针由满刻度指到了 刻度时,电路中的电流I′= ×0.6A=0.15A,

电路中的电阻R= = =80Ω,

压敏电阻的阻值Rx″=R﹣R0=80Ω﹣5Ω=75Ω,

由图像可知,油量的深度为h″=0.3m,则h1=0.2m,h2″=0.3m﹣0.2m=0.1m,

所以汽车在高速公路上匀速100km,耗油量深度的变化△h=h2′﹣h2″=0.7m﹣0.1m=0.6m,

下部容器的横截面积为S1=πr2=π( 2=3×( m)2=0.03m2

∵上部容器和下部容器的横截面积之比为1:2,

∴S2= S1= ×0.03m2=0.015m2

汽车在高速公路上匀速100km消耗的油量:

V=△hS2=0.6m×0.015m2=0.009m3=9L,

汽车每匀速行驶100km所消耗的汽油费:9L×8元/L=72元,

汽车每匀速行驶1km所消耗的汽油费是 ×72元=0.72元


【解析】(1)根据上部与下部容器中汽油的深度之比求出上部液体的深度,进一步求出油量的深度,由乙图读出对应压敏电阻的阻值,根据电阻的串联和欧姆定律求出电流表的示数.(2)油量表满刻度时和 刻度时,电路中的电流,根据欧姆定律和电阻的串联求出电路中压敏电阻的阻值,根据图像读出对应油量的深度,根据体积公式求出所耗油量的体积,进一步求出汽车每匀速行驶1km所消耗的汽油费.
【考点精析】认真审题,首先需要了解欧姆定律及其应用(欧姆定律的应用: ① 同一个电阻,阻值不变,与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时,通过的电流也增大.(R=U/I) ② 当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小.(I=U/R) ③ 当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大.(U=IR)),还要掌握电阻的串联(电阻的串联有以下几个特点:(指R1,R2串联) 1、电流:I=I1=I2(串联电路中各处的电流相等) 2、电压:U=U1+U2(总电压等于各处电压之和) 3、 电阻:R=R1+R2(总电阻等于各电阻之和)如果n个阻值相同的电阻串联,则有R总=nR 4、分压作用:U1:U2=R1:R2)的相关知识才是答题的关键.

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