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,R0为定值电阻.A为油量指示表(一只量程为0~0.6A的电流表).Rx为压力传感

发布时间:2020-07-29 12:33:35

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,R0为定值电阻.A为油量指示表(一只量程为0~0.6A的电流表).Rx为压力传感器,它的上表面受力面积为10cm2,其阻值与所受压力的对应关系如下表所示.
压力F/N00.71.42.12.83.5电阻R/Ω30015090503015油箱是圆柱形容器,底面积为0.15m2,油箱加满油时油的总体积为60dm3.当油箱装满油时,油量指示表的示数如图乙所示.
(1)在图丙中作出压力传感器Rx的电阻随压力F变化的图象.
(2)汽油对油箱底的压强p与汽油深度h的关系如图丁所示.求油箱装满油时时压力传感器Rx的电阻为多少Ω?电路中定值电阻R0的阻值为Ω?
(3)为测试该汽车的油耗,将汽车油箱装满后,沿高速公路行驶400km路程,油量表由满刻度指向满刻度的位置.求该汽车每行驶100km消耗汽油多少升?

网友回答

解:(1)横坐标表示压力,纵坐标表示电阻,对应表中数据,绘制图象如下:

(2)当油箱装满油时,油的深度:
h===0.4m,
由图丁可知,邮箱底的压强p=2800Pa,
根据p=可得:
压力传感器受到的压力F=pS=2800Pa×10×10-4m2=2.8N,
由表格可知,Rx=30Ω,
此时电流表的示数为0.6A,根据欧姆定律可得:
电路中的总电阻R===40Ω,
∵串联电路的总电阻等于各分电阻之和,
∴R0=R-Rx=40Ω-30Ω=10Ω;
(3)电流表指针在满偏的时,示数为0.6A×=0.15A.
此时电路的总电阻为:
R总===160Ω,
此时Rx的电阻为:
Rx′=R总-R0=160Ω-10Ω=150Ω,
由表格数据可知,汽油对Rx的压力F′=0.7N.
此时汽油对Rx的压强为:
p===700Pa,
由图丁可知,此时油的深度h′=0.1m,
消耗汽油的体积:
V=Sh=0.15m2×(0.4m-0.1m)=0.01125m3=11.25L,
该汽车每行驶100km消耗汽油:
V′=V=×11.25L=2.8125L.
答:(1)压力传感器Rx的电阻随压力F变化的图象如上图所示;
(2)油箱装满油时压力传感器Rx的电阻为30Ω,电路中定值电阻R0的阻值为10Ω;
(3)该汽车每行驶100km消耗汽油2.8125升.
解析分析:(1)明确横坐标表示压力,纵坐标表示电阻,根据表中数据,利用描点法绘制图象;(2)根据体积公式求出油箱装满油时油的深度,由图丁可知油箱底部受到的压强,利用压强公式求出压力传感器受到的压力,由表格可知此时Rx的阻值;油箱装满时电流表的示数为0.6A,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,最后根据电阻的串联求出R0的阻值;(3)由电流表的指针可读出此时的电流,则由欧姆定律可求得电路中的总阻值;则可求得Rx的阻值;则由表格可得出汽油对压敏电阻的压强,则由压强公式可求得汽油的深度,则可知消耗汽油的体积,即可求得该汽车每行驶100km消耗汽油的体积.

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.
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