某型号油量表工作原理如图16甲所示,电源电压为24V,R0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。
(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 =0.7×103 kg/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R0的阻值。
(4)当油箱中的汽油用完时,电路中的电流为多少?
解析:
(1)从图乙中可以发现,其电阻R1随F的增大而减小。
(2)若油箱底面积与压敏电阻上面积相等,且不计油箱本身重,则压敏电阻上表面的压强:
邮箱底部受到的压强:
p=ρgh=0.7×103 kg/m3×10N/kg×0.4m=2.8×103Pa
邮箱底部受到的压力:
F=pS=2.8×103Pa×0.01m2=28N
因为邮箱为柱形容器,所以热敏电阻上面积受到的压力
F’=G油=F=28N
其压强:
p’=p=2.8×103Pa
探讨与疑虑:分明题中没有这些条件,按这些附加条件如何合理?但查阅很多同一问题的答案,大家的答案都无法理解。在此写下,仅供参考和讨论!
(3)从图乙可以看出,当压力为28N时,热敏电阻的阻值为R=20Ω,此时电路的电流为0.6A,故其总电阻:
R总= | U | = | 24V | =40Ω |
I | 0.6A |
R0的阻值:
R0=R总-R=40Ω-20Ω=20Ω
(4)当油用完后,对压敏电阻的压力为零,此时其电阻值为R’=220Ω,故电路中的电流为:
I’= | U | = | 24V | =0.1A |
R’+R0 | 220Ω+20Ω |
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