（2012全國國中應用物理知識競賽）如圖11*所示為某型號汽車的自動測定油箱內油量的電路原理圖，其中電源兩端的...

問題詳情：

（2012全國國中應用物理知識競賽）如圖11*所示為某型號汽車的自動測定油箱內油量的電路原理圖，其中電源兩端的電壓恆為24V，R0為定值電阻，A為油量指示表（一隻量程為0～0.6A的電流表），Rx為壓敏電阻，它的上表面受力面積為10cm2，其阻值與所受壓力的對應關係如圖11乙所示。油箱的上下兩部分皆為長方體形狀，下半部分的橫截面積為、20dm2，高為2dm，上半部分的橫截面積為10dm2，油箱加滿油時油的總體積為60dm3。當油箱裝滿油時，油量指示表的示數如圖11*所示。已知：ρ汽油＝0.7×103kg／m3，取g=10N／kg。

1．當油箱內汽油用完時，油量指示表的指標指向某一位置，求此位置所對應的電流值是多少；

2．若汽車在高速公路勻速行駛400km，油量表由滿刻度指向滿刻度的位置，求該汽車每行駛100km消耗汽油多少升；

3．在上面第（2）問所述的行駛過程中發現，油量表的示數在開始運動的一段時間內變化較快，而後來一段時間內變化較慢，請解釋其中的原因。

【回答】

解析：

1．油箱裝滿油時，下半部分容積：V2=20×2×10－3mL＝4×10－2m3

上半部分容積：V1=V－V2＝6×10－2m3＝4×10－2m3=2×10－2m3

上半部分高度：h1＝=m=2×10－lm……………………（1分）

汽油的深度：h＝h1+h2=2×10－1m+2×10－1m=4×10－1m

汽油對壓敏電阻的壓強：p＝ρ汽油gh=0.7×103×10×4×10－1Pa=2.8×103Pa………（1分）

汽油對壓敏電阻的壓力：F=pS=2.8×103×10×10－4N＝2.8N………………………（1分）

由圖11乙可知：Rx=30Ω………………………………………………………………（1分）

由題意可得：R0=－Rx=Ω－30Ω=10Ω………………………………………（1分）

汽油用完時，由圖11乙可知：Rx′＝300Ω……………………………………………（1分）

通過油量表的電流：I2==Ω＝0.08A……………………………（1分）

2．油量表指向滿刻度的位置，通過油量表的電流：I3=×0.6A=0.15A

此時壓敏電阻阻值：Rx″＝－R0＝160Ω－10Ω＝150Ω…………………………（1分）

由圖11乙可知，汽油對壓敏電阻的壓力：F″＝0.7N

汽油對壓敏電阻的壓強p″＝＝Pa＝7×102Pa

汽油的深度：h″＝＝m＝0.1m………………………………（1分）

剩餘汽油的體積：V″＝S2h″＝20×10－2×0.1m3＝2×10－2m3

汽車行駛100km，消耗汽油的體積：ΔV＝m3＝10L…………（1分）

3．因油箱上部橫截面積較小，消耗相同體積的汽油，上部的液麵高度變化較大，導致汽油對壓敏電阻的壓力變化較大，所以電流表示數變化較快……………………………（2分）

知識點：歐姆定律單元測試

題型：計算題