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11.目前市場上的汽車一般都是用汽油作燃料的.圖甲所示為某新型汽車的自動測定油箱內(nèi)儲油量的電路圖,其中電源電壓恒定為9V,R0為定值電阻,A為油量表(實質(zhì)時一只量程為0~0.6A的電流表)Rx是一個壓敏電阻,圖乙為壓敏電阻Rx的阻值與所受液體壓強的對應(yīng)關(guān)系圖象.已知油箱是圓柱形容器,底面積為0.1m2,箱內(nèi)汽油高度達到0.6m時油箱即裝滿,汽油密度約為0.7×103kg/m3,汽油的熱值q=4.5×107J/kg(g=10N/kg)
(1)當油箱裝滿時,油量表的示數(shù)如圖丙所示,R0的值;
(2)請通過計算確定油量表的零刻度線在電流表上所對應(yīng)的示數(shù);
(3)在汽車的技術(shù)參數(shù)中有一項叫“等速油耗”,(用k表示)是指汽車以某一恒定的速度行駛時,每100km的最大耗油量(單位:L/100km).現(xiàn)將此新型汽車的油箱裝滿后,沿高速公路以90km/h的速度行駛250km,發(fā)現(xiàn)油量表的指針從“滿”處向左偏轉(zhuǎn)了5小格,則該車90km/h的等速油耗是多少?

分析 (1)先根據(jù)P=ρgh求出油箱裝滿時的壓強,并結(jié)合圖乙得出此時壓敏電阻的阻值;再由圖甲可知,Rx、R0串聯(lián),電流表測電路中的電流,根據(jù)歐姆定律求出油箱裝滿時電路中的總電阻,利用串聯(lián)電路的電阻特點求出R0的阻值.
(2)先由圖乙讀出油箱空時壓敏電阻的阻值,根據(jù)電阻的串聯(lián)特點和歐姆定律求出電路中的電流,即為油量表的零刻度線所對應(yīng)的電流.
(3)由電流表的指針可讀出此時的電流,則由歐姆定律可求得電路中的總阻值,根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點可求得Rx的阻值;由乙圖讀出汽油對壓敏電阻的壓強,利用P=ρgh可求汽油的深度,由V=Sh可求消耗汽油的體積,即可求得每100km消耗的體積.

解答 解:(1)油箱裝滿時,壓敏電阻所受汽油液體壓強:
P=ρgh=0.7×103kg/m3×10N/kg×0.6m=4.2×103Pa,
由圖乙可知此時壓敏電阻Rx=3Ω,
圖甲可知,Rx、R0串聯(lián),此時電路中的電流I=0.6A,
電路中的總電阻R=UI=9V0.6A=15Ω,
所以R0=R-Rx=15Ω-3Ω=12Ω;
(2)由圖乙讀出油箱空時,壓敏電阻的阻值Rx′=38Ω,
電路中的電流I′=UR0+RX=\frac{9V}{12Ω+38Ω}=0.18A,
即油量表的零刻度線所對應(yīng)的電流為0.18A;
(3)當油量表的指針從“滿”處向左偏轉(zhuǎn)了5小格時,其示數(shù)為I″=0.5A,
這時壓敏電阻Rx的值Rx=\frac{U}{I″}-R0=\frac{9V}{0.5A}-12Ω=6Ω,
由乙圖可知對應(yīng)的汽油壓強值為2.8×103Pa,
汽油的深度為h=\frac{P}{ρg}=\frac{2.8×1{0}^{3}Pa}{0.7×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}=0.4m;
則行駛250km路程消耗汽油的體積V=0.1m2×(0.6m-0.4m)=0.02m3=20L;
所以每100km消耗的汽油為\frac{20L}{250km}×100km=8L;
答:(1)R0的值為12Ω;
(2)油量表的零刻度線在電流表上所對應(yīng)的示數(shù)為0.18A;
(3)該車90km/h的等速油耗是8L.

點評 本題綜合考查了串聯(lián)電路的特點、歐姆定律、液體壓強等的計算,以及學生的讀圖能力和分析問題的能力;關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運用;此類問題經(jīng)常出現(xiàn),應(yīng)注意將題目中的生活場景抽象為我們所熟悉的物理模型再進行處理.

練習冊系列答案
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(1)用筆畫線代替導線,將實物圖連接完整.
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實驗次數(shù)12345
發(fā)光情況不亮微光較亮明亮更明亮
電壓U/V1.01.52.02.53.0
電流I/A0.200.220.240.260.28
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(1)請用筆畫線代替導線將甲圖中未完成的實物電路連接完整;
(2)實驗應(yīng)選擇B(選填“A”或“B”)規(guī)格的滑動變阻器;
(3)閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)燈泡不亮,兩電表均無示數(shù).為了查找故障,小明將電壓表拆下,把導線a與燈泡正確連接好.在開關(guān)閉合狀態(tài)下,將電壓表分別接在電源、滑動變阻器及開關(guān)兩端,結(jié)果只有接在滑動變阻器兩端時,電壓表無示數(shù),則出現(xiàn)故障的元件是開關(guān)斷路;
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