問題詳情:
小亮設計了一個水位監測*裝置,其電路如圖*所示,電源電壓3V不變,*器(電阻不計)中通過的電流達到或超過10mA時會*。監測頭是一個放置於水底的壓敏電阻,受力面積為2cm2,其阻值R隨壓力F的變化規律如圖乙所示。監測頭在壓力超過28N時不能正常工作,該裝置能監測的最大水深是 m.若要該裝置在水深達到11m時開始*,則電阻箱接入電路的阻值應為 Ω.(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
【回答】
14;220。
【分析】(1)由題意可知,監測頭在壓力超過28N時不能正常工作,根據p=求出壓敏電阻受到壓強,然後根據p=ρgh求出能監測的最大水深;
(2)若要該裝置在水深達到11m時開始*,根據p=ρgh求出水深11m時壓敏電阻受到壓強,根據p=求出壓敏電阻受到的壓力,由圖乙可知此時壓敏電阻的阻值;根據歐姆定律求出*時電路中的總電阻,然後根據串聯電路的電阻特點即可求出電阻箱接入電路的阻值。
【解答】解:(1)由題意可知,監測頭在壓力超過28N時不能正常工作,則此時壓敏電阻受到壓強:
p最大===1.4×105Pa,
根據p=ρgh可得能監測的最大水深:
h最大===14m;
(2)該裝置在水深達到11m時開始*,則此時壓敏電阻受到壓強為:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×11m=1.1×105Pa,
根據p=可得:
壓敏電阻受到的壓力F=pS=1.1×105Pa×2×10﹣4m2=22N,
由圖乙可知此時壓敏電阻的阻值R=80Ω,
已知*器*時電路的電流I=10mA=0.01A,
則由I=可得,*時電路的總電阻:
R總===300Ω,
根據串聯電路的總電阻等於各分電阻之和可得:
電阻箱接入電路的阻值R箱=R總﹣R=300Ω﹣80Ω=220Ω。
【點評】本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、壓強公式的應用,從表格中獲取有用的信息和明白*電路工作的過程是關鍵。
知識點:歐姆定律單元測試
題型:填空題