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物理考题:人们的生活水平不断提高.私家车乙日益普及.如图甲所示为某型号

2024-01-17 19:03:53信息公告179

人们的生活水平不断提高,私家车乙日益普及.如图甲所示为某型号汽车的自动测定油箱内油量的电路原理图,其中电源两端的电压恒为24V,定值电阻R0=10Ω,A为油量指示表(一只量程0~0.6A的电流表),Rx为压敏电阻,它的上表面的受力面积为10cm2(它的厚度不计),其阻值与所受压力的对应关系如下表格所示.油箱的上下两部分皆为长方体形状,下部分的横截面积为20dm2,高为2dm,上半部分的横截面积为10dm2.当油箱装满油时,油量指示表满偏,如图乙所示.已知:ρ汽油=0.7×103kg/m3,取g=10N/kg.drA物理好资源网(原物理ok网)

压力F/N3.52.82.11.40.70
电阻Rx15304890150290
(1)当油箱内汽油用完时,油量指示表的指针指向某一位置,求此位置对应的电流值.drA物理好资源网(原物理ok网)

(2)油箱最多能装汽油多少千克?drA物理好资源网(原物理ok网)

(3)当油箱装满汽油时,求该汽车在高速公路上匀速行驶200km后油量指示表(即电流表的示数),并在图乙所示的刻度盘上标出指针的位置.(已知该车在高速公路上匀速行驶时每百公里油耗为10L)

试题答案

解:(1)当油箱内汽油用完时,汽油对Rx的压力为0,由乙图图象可知此时Rx的电阻值为290Ω.drA物理好资源网(原物理ok网)

此时电路总电阻为:R=Rx+R0=290Ω+10Ω=300Ω.drA物理好资源网(原物理ok网)

此时的电流为:I===0.08A.drA物理好资源网(原物理ok网)

(2)由题意知,当油箱装满油时,油量指示表满偏,即此时电路中的电流为0.6A,则电路中的总电阻:R===40Ω,drA物理好资源网(原物理ok网)

故压敏电阻的阻值:Rx′=40Ω-10Ω=30Ω,drA物理好资源网(原物理ok网)

此时压敏电阻受到的压力F=2.8N,受到的压强:p===2800Pa,drA物理好资源网(原物理ok网)

∵p=ρgh,drA物理好资源网(原物理ok网)

∴h===0.4m=4dm>2dm,drA物理好资源网(原物理ok网)

故汽油的质量:drA物理好资源网(原物理ok网)

m=ρ汽油V=ρ汽油Sh=0.7×103kg/m3×0.2m2×0.2m+0.7×103kg/m3×0.001m2×0.2m=28.14kg;drA物理好资源网(原物理ok网)

(3)∵该车在高速公路上匀速行驶时每百公里油耗为10L,drA物理好资源网(原物理ok网)

∴该汽车在高速公路上匀速行驶200km后,消耗汽油的体积为20L,drA物理好资源网(原物理ok网)

油箱内油下降的高度:h′=+0.2m=0.299mdrA物理好资源网(原物理ok网)

满箱底受到的压强:p′=ρ汽油gh=0.7×103kg/m3×10N/kg×0.299m=2093Pa,drA物理好资源网(原物理ok网)

满箱底受到的压强:F′=p′S′=2093Pa×0.001m2=2.093N≈2.1N,从表中可知,压敏电阻的阻值为48Ω,drA物理好资源网(原物理ok网)

则电路中的电流:I===0.41A.如图所示:drA物理好资源网(原物理ok网)

答:(1)电流值为0.08A.drA物理好资源网(原物理ok网)

(2)油箱最多能装汽油28.14kg.drA物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)油箱内汽油用完时,压敏电阻受到的压力为零,由图象可求出压敏电阻的阻值,然后由欧姆定律可求出电路中的电流值.drA物理好资源网(原物理ok网)

(2)根据阻值随压力变化的关系,可找到油箱加满油时油箱对电阻Rx的压力,从而根据p=求出压强,再根据p=ρgh求出汽油的高度,再结合容器上、下表面的面积以及下半部分的高度确定油的重力,最后根据重力计算公式求出油的质量;drA物理好资源网(原物理ok网)

(3)已知该车在高速公路上匀速行驶时每百公里油耗为10L,可求出汽车在高速公路上匀速行驶200km后汽车消耗油的体积,根据容器的底面积可知油的深度,从而求出油对压敏电阻的压力,再由欧姆定律可求得电路中的电流,并将电流值标在刻度盘上.drA物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题综合考查了力学与电路中的相关知识,对学生的审题能力、综合分析计算能力等要求较高,难度较大.drA物理好资源网(原物理ok网)