神州七號載人飛船在太空真空狀態(tài)下飛行,要求飛船的艙門必須具有良好的密封性,以確保航天員的生命安全.為此,要在發(fā)射前檢驗飛船艙門的密封性能,科研人員采用了如下的檢驗方法:將待檢驗的飛船艙體M置于一個集氣空腔N中,如下圖甲所示.為了模擬飛船飛行時的真實環(huán)境,先對艙體M充入壓強為1.0×10
5pa的空氣,然后,把集氣空腔N抽成真空,集氣空腔N不漏氣.若飛船艙門漏氣,經(jīng)過一段時間便會有氣體從艙體M進(jìn)入集氣空腔N中,艙體M中的壓強將減小,集氣空腔N中的壓強將增大.為了測量艙體M和集氣空腔N中的壓強,設(shè)計了如下圖甲中所示的電路.其中,R
M、R
N是兩個完全相同的力敏電阻(電阻值會隨所受壓強大小發(fā)生變化的可變電阻).已知艙體M的容積為V,集氣空腔N真空部分的容積為4V,飛船艙門的面積是0.6m
2,不計艙體M器壁的體積,整個過程溫度不變.電路中R
0的阻值為10?,電源電壓恒為9V.力敏電阻R
M、R
N的阻值隨氣體壓強變化的關(guān)系如下表:
力敏電阻受到的氣壓 (×105 Pa) |
0 |
0.1 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.5 |
0.6 |
0.7 |
0.8 |
0.9 |
1.0 |
力敏電阻對應(yīng)的電阻值(Ω) |
50 |
40 |
30 |
22 |
15 |
12 |
10 |
8 |
6 |
5 |
4 |
請回答下列問題:
(1)若飛船艙門漏氣,空氣從艙體M中緩慢逸出過程中,當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S接a,電流表的示數(shù)
變小
變小
,電壓表的示數(shù)
變小
變小
(選填“變大”、“不變”、“變小”).
(2)若在檢驗過程中的某時刻,開關(guān)S接a,電壓表為4.5V;開關(guān)S接b時,電流表的示數(shù)為0.18A.則該時刻艙體M和集氣空腔N中的氣壓分別為多少?此時艙門受到的內(nèi)外壓力差是多少?
(3)實驗表明,一定質(zhì)量的氣體在溫度不變的情況下,壓強隨體積的變化如圖乙所示.若空氣從艙體M中逸出,經(jīng)過一定的時間后,M、N中的壓強相等,則此時電流表和電壓表的讀數(shù)分別是多少(開關(guān)S接在b處)?