問題詳情:
某同學設計了一個利用如圖1 所示的電路來測量海水的深度,其中 R1=2Ω 是一個定值電阻, R2 是一個壓敏電阻,它的阻值隨所受液體壓力 F 的變化關係如圖 2 所示,電源電壓保持 6V 不變,將此壓敏電阻用絕緣薄膜包好後放在一個硬質凹形絕緣盒中,放入海水中保持受力面水平,且只有一個面積為 0.02m2 的面承受海水壓力.(設海水的密度 ρ 海水=1.0×10 3kg/m3,g 取 10N/kg)
(1) 當電流表示數為 0.2A 時,求壓敏電阻 R2 的阻值;
(2) 如圖 2 所示,當壓敏電阻 R2 的阻值為 20Ω 時,求此時壓敏電阻 R2 所在深度處的海水壓強;
(3) 若電流的最大測量值為 0.6A,則使用此方法能測出海水的最大深度是多少?
【回答】
(1)28Ω;(2)2×106Pa;(3)500m.
【詳解】
(1)由可得,當電流表示數為0.2A時電路的總電阻:,因串聯電路中總電阻等於各分電阻之和,所以,壓敏電阻R2的阻值:R2=R總-R2=30Ω-2Ω=28Ω;
(2)當壓敏電阻R2的阻值為20Ω時,由圖2可知,壓敏電阻受到的壓力F=4×104N,此時壓敏電阻R2所在深度處的海水壓強:;
(3)當電流表的示數I′=0.6A時,使用此方法能測出海水的深度最大,此時電路的總電阻:,此時壓敏電阻的阻值:R2′=R總′-R2=10Ω-2Ω=8Ω,由圖2可知,壓敏電阻受到的壓力F′=10×104N,此時壓敏電阻R2所在深度處的海水壓強:,由可得,使用此方法能測出海水的最大深度:.
知識點:壓強
題型:計算題