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如图是一种测量小汽车油箱内油量装置的原理图.压力传感器R的电阻会随所受压力大小发

时间:2021-08-21 13:28:01

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如图是一种测量小汽车油箱内油量装置的原理图.压力传感器R的电阻会随所受压力大小发

问题补充:

如图是一种测量小汽车油箱内油量装置的原理图.压力传感器R的电阻会随所受压力大小发生变化,油量表(由电流表改装而成,量程是3mA)指针能指示油箱里油量的多少.已知定值电阻R0=2000Ω,电源电压为9V,空油箱的质量是6kg,汽油密度是0.7×103?kg/m3,g取10N/kg,压力传感器R的电阻与所受压.力的关系如下表所示:

压力F/NO601?0240300340电阻R/a3?5002?5001?6001?3001?2001?1401?000(1)油箱装满汽油时,电流表指针指在最大值,如图所示,求此时压力传感器R的电阻值是多少?油箱内汽油的体积多少升?

(2)空油箱时,电流表的示数是多少毫安?

(3)小汽车以25m/s的速度匀速行驶1min消耗了0.6L汽油,已知汽油热值q为4.6×107J/kg,该汽车的热机效率是25%,问汽车行驶中受到的阻力多大?

答案:

解:(1)油箱装满汽油时,电路的总电阻:R总1===3000Ω;因为定值电阻与力传感器的电阻串联;

所以此时压力传感器的电阻R1=R总1-R0=3000Ω-2000Ω=1000Ω;

对照关系表可知,此时压力传感器受到的压力F最大是340N;

而空油箱重G空=m空g=6kg×10N/kg=60N;

所以满箱汽油重G=F-G空=340N-60N=280N;

所以油箱内汽油的质量m===28kg;

所以汽油的体积V===0.04m3=40L.

答:此时压力传感器R的电阻值是1000Ω;油箱内汽油的体积是40L.

(2)空油箱时,压力传感器受到的压力是60N,压力传感器的电阻是2500Ω,

故电路中的电阻R总2=2500Ω+2000Ω=4500Ω;

电路中的电流:I2===0.002A=2mA.

答:电流表的示数是2毫安.

(3)汽油的质量m油=ρV油=0.7×103?kg/m3×0.6×10-3m3=0.42kg;

汽车做的功W=ηQ=ηqm油=25%×4.6×107?J/kg×0.42kg=4.83×106J;

汽车前进的距离S=Vt=25m/s×60s=1500m;

牵引力F===3220N;

所以汽车受到的阻力f=3220N.

答:汽车行驶中受到的阻力为3220N.

解析分析:(1)定值电阻与压力传感器R的电阻串联,已知电流和电压根据欧姆定律可求电路总电阻,进一步求出压力传感器R的电阻;根据表中数据得出压力的大小,进一步得出汽油的重力;根据密度公式求出汽油的体积;

(2)根据空油箱的重力得出压力传感器R的电阻的大小;根据欧姆定律求出电流的大小;

(3)汽车做匀速运动,牵引力等于阻力;根据公式m=ρV可求汽油的质量,根据公式Q=qm可求产生的能量,还知道汽车的热机效率可进一步求出汽车所做的功,再利用公式W=FS可求牵引力,进一步求出阻力.

点评:本题考查电流、电阻、重力、质量、做功、阻力等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是明白电路的组成;解题过程中要注意单位的换算.

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