问题标题:
目前,小汽车已进入寻常百姓家。如图甲所示为某汽车公司自动测定油箱内油面高度的电路原理图。其中电源电压恒为12V,为定值电阻。为油量表(实际是一只量程为0~0.6A的电流表),为
问题描述:
目前,小汽车已进入寻常百姓家。如图甲所示为某汽车公司自动测定油箱内油面高度的电路原理图。其中电源电压恒为12V,为定值电阻。为油量表(实际是一只量程为0~0.6A的电流表),为压敏电阻(其电阻值随电阻表面受到的液体压强增大而减小)。关于压敏电阻的阻值与所受汽油压强的关系如下表所示(汽油的密度为,g取10N/kg):
(1)该汽车油箱是长方体形容器,底面积为,油箱内汽油高度达到18cm时,油箱即装满,则油箱装满时汽油的质量是多少?
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(2)油箱装满时,油量表的示数如图乙所示,求定值电阻的值。
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(3)当油箱内汽油用完时,油量表的指针指向某一位置,求此位置所对应的电流值。
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(4)为了测试该汽车的油耗,将汽车油箱装满后,沿高速公路行驶300km的路程,油量表的指针向左逐渐偏转到“E”,如图丙所示,问该汽车每行驶100km消耗汽油多少L()?
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蒋旭宪回答:
【分析】①已知油箱底面积和汽油高度,可以得到汽油的体积;已知汽油密度和体积,利用公式m=ρV得到汽油的质量;
n②已知汽油密度和深度,利用公式p=ρgh得到油箱对的压强;由压敏电阻的阻值与所受汽油压强的关系表可以得到此时的阻值;由指针位置知,此时电路电流最大,已知电源电压和电路电流,可以得到电路电阻;已知电路电阻和的阻值,两者之差就是定值电阻的阻值;
n③当油箱内汽油用完时,压敏电阻受到的压强为0,根据关系表可以得到此时压敏电阻的阻值;已知压敏电阻和定值电阻的阻值,可以得到电路总电阻;已知电源电压和电路总电阻,利用欧姆定律得到电路电流,也就是指针所指位置;
n④已知电源电压和电路电流,可以得到电路总电阻,已知电路总电阻和定值电阻阻值,可以得到压敏电阻的阻值,根据压敏电阻的阻值与所受汽油压强的关系表可以得到此时的压强;已知汽油产生的压强和汽油的密度,可以得到汽油的深度;已知汽油原来的深度和现在的深度,可以得到减少的深度;已知油箱的底面积和减少的深度,可以得到减少的体积;已知行驶的路程和汽油减少的体积,得到100km消耗汽油的体积。
(1)∵
n∴油箱装满时汽油的质量是
n;
n(2)油箱对压敏电阻的压强为
n
n查表得,压敏电阻的阻值为
n∵
n∴电路电阻为
n∴定值电阻的阻值为;
n(3)当油箱内汽油用完时,压敏电阻受到的压强为0,查表得,压敏电阻的阻值为
n∴电路总电阻为
n∵
n∴电流表指针的位置为;
n(4)油量表的指针向左逐渐偏转到“E”,电路电阻为
n∴压敏电阻的阻值为
n查表得,压敏电阻受到的压强为p'=852Pa
n∴汽油的深度为
n汽油减少的体积为△
n∴100km耗油体积为。
n答:(1)油箱装满时汽油的质量是38.34kg。
n(2)定值电阻的值为10Ω。
n(3)当油箱内汽油用完时,此位置所对应的电流值为0.12A。
n(4)该汽车每行驶100km消耗汽油6L。
【点评】此题以千家万户都熟悉的小汽车为素材反复考查了欧姆定律、液体压强计算公式及其变形公式的应用,属于力电综合题,读懂电路,熟悉串联电路特点,从实验数据记录表中提取出有用的信息,是解决此题的关键,需要有较高的全面把握的能力,有较大的难度。
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