Question

某型号油量表工作原理如图甲所示，电源电压为24V，R为定值电阻，为油量表（实际上是量程为0-0.6A的电流表），R₁为压敏电阻，其阻值随所受压力F变化的图象如图乙所示，它的上表面面积为0.01m²．油箱是长方体，装满油时深度h为0.4m．（不计油箱自重）
（1）由乙图可知：压敏电阻R₁随压力F的增大而______，当油箱中的汽油用完时，R₁的电阻为______Ω．
（2）油箱装满汽油时压敏电阻上表面受到的压强和压力分别为多大？（g=10N/kg，ρ_汽油=0.7×10³kg/m³）
（3）油箱装满汽油时，油量表示数为最大值（即电流表满偏），求R的阻值．
（4）当油箱中的汽油用完时，电路中的电流为多少？

Answer

（1）分析图乙，得出压敏电阻R1与压力F的关系，进而得出当油箱中的汽油用完时，R1的电阻值；
（2）知道汽油的深度，利用液体压强公式p=ρgh求压敏电阻上表面受到的压强；又知道受力面积，利用F=pS求压敏电阻上表面受到的压力；
（3）油箱装满汽油时，油量表示数为最大值、即电流表满偏，电路中的电流为0.6A，知道电源电压，由图乙可知，当F=28N时，R1的阻值，利用欧姆定律求R的阻值；
（4）当油箱中的汽油用完时，由图乙可知压敏电阻所受的压力和对应的R1阻值大小，求出电路总电阻，利用欧姆定律求电路中的电流．
【解析】

（1）由图乙可知，当压力增大时，压敏电阻R1的阻值在减小，当当油箱中的汽油用完时，压力位0，R1的电阻值
最大为220Ω；
（2）压敏电阻上表面受到的压强：
p=ρ汽油gh=0.7×103kg/m3×10N/kg×0.4m=2.8×103Pa，
不计油箱自重，压敏电阻上表面受到的压力：
F=pS=2.8×103Pa×0.01m2=28N；           
（3）由图乙可知，当F=28N时，R1=20Ω，
当油箱装满油时，电流表示数为0.6A，
R===40Ω，
∴R=40Ω-20Ω=20Ω；
（4）当油箱中的汽油用完时，由图可知压敏电阻所受的压力F=0，R1=220Ω，
电路中的总电阻：R′=220Ω+20Ω=240Ω，
电路中的电流：I′===0.1A．
故答案为：（1）减小；220；
（2）压敏电阻上表面受到的压强为2.8×103Pa、压力为28N；           
（3）R的阻值为20Ω；
（4）电路中的电流为0.1A．