Question

【題目】如圖甲所示是小華同學設計的一種測定油箱內油量的裝置，其中R0為120Ω的定值電阻，R為壓敏電阻，其阻值隨所受壓力變化的圖象如圖乙所示．油量表由電壓表改裝而成，電壓表量程為0﹣3V，油量表指針對應的示數(shù)為0～7×10﹣2m3 ． 已知空油箱質量為4kg，壓敏電阻R的上表面面積為5cm2 ， 壓敏電阻能夠承受的最大壓力為800N．電源電壓保持6V不變．（g=10N/kg，ρ=0.8×103k/m3）

（1）分析圖甲和圖乙可知，當油箱中的油量增加時，壓敏電阻R的阻值變 ， 電壓表的示數(shù)變
（2）當油量表的示數(shù)達到最大值時，壓敏電阻R受到的壓強是多少？
（3）當油量表的示數(shù)達到最大值時，電路中的總功率是多少？

Answer 1

【答案】
（1）小；大
（2）1.2×106Pa
（3）0.15W
【解析】解：（1）兩電阻串聯(lián)，電壓表測R0的電壓，當油箱中的油量增加時，對R的壓力增大，由圖乙知，壓敏電阻R的阻值變小，根據(jù)分壓原理，R的電壓變小，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，R0的電壓即電壓表的示數(shù)變大；
（2）油量表最大示數(shù)為：7×10﹣2m3；油的最大質量：m=ρV=0.8×103k/m3×7×10﹣2m3=56kg；已知空油箱質量為4kg，故壓敏電阻R受到壓力為：F=G=（m油+m箱）g=60kg×10N/kg=600N，當油量表的示數(shù)達到最大值時，壓敏電阻R受到的壓強是：p 1.2×106Pa；（3）由圖知，當壓力為600N時對應的阻值為120歐姆，根據(jù)電阻的串聯(lián)，此時電路的總電阻：R總=R+R0=120Ω+120Ω=240Ω，電路中的總功率是：P=UI 0.15W.
【考點精析】通過靈活運用壓強和壓強的大小及其計算，掌握壓強：作用在物體單位面積上的壓力叫做壓強．壓強用符號p表示．壓強是為了比較壓力的作用效果而規(guī)定的一個物理量；壓強的計算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強，F(xiàn)表示壓力，S表示受力面積壓力的單位是 N，面積的單位是 m2, 壓強的單位是 N/m2,叫做帕斯卡，記作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡單位很小，一粒平放的西瓜子對水平面的壓強大約為20Pa）即可以解答此題．