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近年来,我国汽车工业发展迅猛,各种新型汽车不断投放市场.它们均使用汽油做燃料并符...

近年来,我国汽车工业发展迅猛,各种新型汽车不断投放市场.它们均使用汽油做燃料并符合国际排放标准.如图甲所示为某新型汽车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6V,Rb为定值电阻,A为油量指示表(实质是一只量程为0~0.6A的电流表),Ra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Ra的阻值与所受液体压强的对应关系如下表所示:ρ汽油=0.71×103kg/m3
Ra所受液体压强值/Pa1420284042605680
Ra对应的电阻/Ω45271552.5
油箱是圆柱形容器,底面积为0.15m2,油箱内汽油高度达到60cm时油箱即装满,油箱装满时,油量指示表的示数如图(乙)所示.
(1)当油箱内汽油用空时,油量指示表的指针指向某一位置,求此位置所对应的电流值.
(2)为测试该汽车的油耗,将汽车油箱装满后,沿高速公路行驶300km路程,油量指示表的指针从“满”处向左逐渐偏转到“E”处,如图(丙)所示,问该汽车每行驶100km消耗汽油多少升?

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(1)已知汽油密度和深度,利用公式p=ρgh得到油箱对Ra的压强;由压敏电阻Ra的阻值与所受汽油压强的关系表可以得到此时Ra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Ra的阻值,两者之差就是定值电阻Rb的阻值;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; (2)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Rx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. 【解析】 (1)油箱对压敏电阻的压强: p=ρgh=0.71×103kg/m3×10N/kg×0.6m=4260Pa, 查表得,压敏电阻的阻值为Ra=5Ω ∵I=, ∴电路电阻: R===10Ω ∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和, ∴定值电阻的阻值: Rb=R-Ra=10Ω-5Ω=5Ω; 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Ra=45Ω ∴电路总电阻: R总=Ra+Rb=45Ω+5Ω=50Ω, 电流表指针的位置: I===0.12A; (2)油量表的指针向左逐渐偏转到“E”,电路的总电阻: RE===20Ω 压敏电阻的阻值: Ra=RE-Rb=20Ω-5Ω=15Ω 查表得,压敏电阻受到的压强为p′=2840Pa 汽油的深度: h′===0.4m, 汽油减少的体积: △V=S(h-h′)=0.15m2×(0.6m-0.4m)=0.03m3=30L, 100km耗油体积: V=△V=×30L=10L. 答:(1)当油箱内汽油用空时,油量指示表的指针指向0.12A; (2)该汽车每行驶100km消耗10L汽油.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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