神州七号载人飞船在太空真空状态下飞行,要求飞船的舱门必须具有良好的密封性,以确保航天员的生命安全.为此,要在发射前检验飞船舱门的密封性能,科研人员采用了如下的检验方法:将待检验的飞船舱体M置于一个集气空腔N中,如下图甲所示.为了模拟飞船飞行时的真实环境,先对舱体M充入压强为1.0×10
5pa的空气,然后,把集气空腔N抽成真空,集气空腔N不漏气.若飞船舱门漏气,经过一段时间便会有气体从舱体M进入集气空腔N中,舱体M中的压强将减小,集气空腔N中的压强将增大.为了测量舱体M和集气空腔N中的压强,设计了如下图甲中所示的电路.其中,R
M、R
N是两个完全相同的力敏电阻(电阻值会随所受压强大小发生变化的可变电阻).已知舱体M的容积为V,集气空腔N真空部分的容积为4V,飞船舱门的面积是0.6m
2,不计舱体M器壁的体积,整个过程温度不变.电路中R
的阻值为10Ω,电源电压恒为9V.力敏电阻R
M、R
N的阻值随气体压强变化的关系如下表:
力敏电阻受到的气压 (×105 Pa) | | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1.0 |
力敏电阻对应的电阻值(Ω) | 50 | 40 | 30 | 22 | 15 | 12 | 10 | 8 | 6 | 5 | 4 |
请回答下列问题:
(1)若飞船舱门漏气,空气从舱体M中缓慢逸出过程中,当单刀双掷开关S接a,电流表的示数______,电压表的示数______(选填“变大”、“不变”、“变小”).
(2)若在检验过程中的某时刻,开关S接a,电压表为4.5V;开关S接b时,电流表的示数为0.18A.则该时刻舱体M和集气空腔N中的气压分别为多少?此时舱门受到的内外压力差是多少?
(3)实验表明,一定质量的气体在温度不变的情况下,压强随体积的变化如图乙所示.若空气从舱体M中逸出,经过一定的时间后,M、N中的压强相等,则此时电流表和电压表的读数分别是多少(开关S接在b处)?
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