Question

隨著我國汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，小汽車已進(jìn)入了普通家庭．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(shí)質(zhì)是一只量程為0～0.6A的電流表），R_x是一個壓敏電阻，圖乙為壓敏電阻R_x的阻值與所受液體壓強(qiáng)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(dá)到0.6m時油箱即裝滿，汽油密度約為0.7×10³kg/m³．

（1）當(dāng)油箱裝滿時，油量表的示數(shù)如圖丙所示，R₀=________Ω．
（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(xiàng)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？

Answer 1

解：（1）油箱裝滿時，壓敏電阻所受汽油液體壓強(qiáng)：
P=ρgh=0.7×10³kg/m³×10N/kg×0.6m=4.2×10³Pa，
由圖乙可知此時壓敏電阻R_x=3Ω，
圖甲可知，R_x、R₀串聯(lián)，此時電路中的電流I=0.6A，
電路中的總電阻R===15Ω，
所以R₀=R-R_x=15Ω-3Ω=12Ω．
（2）由圖乙讀出油箱空時，壓敏電阻的阻值R_x′=38Ω，
電路中的電流I′===0.18A，
即油量表的零刻度線所對應(yīng)的電流為0.18A．
（3）當(dāng)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R_x的值R_x=-R₀=-12Ω=6Ω，
由乙圖可知對應(yīng)的汽油壓強(qiáng)值為2.8×10³Pa，
汽油的深度為h===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8L；
答：（1）12；
（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．
分析：（1）先根據(jù)P=ρgh求出油箱裝滿時的壓強(qiáng)，并結(jié)合圖乙得出此時壓敏電阻的阻值；再由圖甲可知，R_x、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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)可求得R_x的阻值；由乙圖讀出汽油對壓敏電阻的壓強(qiáng)，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．
點(diǎn)評：本題綜合考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律、液體壓強(qiáng)等的計算，以及學(xué)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(yùn)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(jìn)行處理．