如图甲为某小汽车测定油箱内油量的电路原理图.其中:Rx为压力传感器,它的电阻值随受到压力的变化而变化,阻值随压力变化的关系如图乙所示;表A为油量表,它实质是一只电流表,油箱内油量的变化通过电流表示数的变化显示出来; R0是阻值为5Ω的定值电阻;电源电压恒为15V;油箱位于压力传感器Rx上,空油箱重50N.若电流表的量程为0~0.6A,该油箱加满93号汽油时,指针恰好指示最大刻度,求:油箱最多能储油多少升?(g=10N/kg、ρ汽油=0.7×103kg/m3)

问题描述:

如图甲为某小汽车测定油箱内油量的电路原理图.其中:Rx为压力传感器,它的电阻值随受到压力的变化而变化,阻值随压力变化的关系如图乙所示;表A为油量表,它实质是一只电流表,油箱内油量的变化通过电流表示数的变化显示出来; R0是阻值为5Ω的定值电阻;电源电压恒为15V;油箱位于压力传感器Rx上,空油箱重50N.若电流表的量程为0~0.6A,该油箱加满93号汽油时,指针恰好指示最大刻度,求:油箱最多能储油多少升?(g=10N/kg、ρ汽油=0.7×103kg/m3

油箱加满油时,电路中的电流I=0.6A;
根据欧姆定律可得,R0两端的电压:U0=IR0=0.6A×5Ω=3V,
加满油时,电路中的总电阻:R=

U
I
=
15V
0.6A
=25Ω;
由于串联电路中总电阻等于各分电阻之和,则Rx=R-R0=25Ω-5Ω=20Ω;
由图象可知,Rx=20Ω时,传感器受到的压力F=400N,
油的重力:G=G-G油箱=F-G油箱=400N-50N=350N,
由G=mg和ρ=
m
V
可得,油的体积:
V=
m汽油
q汽油
=
G汽油
ρ汽油g
=
350N
0.7×103kg/m3×10N/kg
=0.05m3=50L.
答:油箱最多能储油50升.
答案解析:油箱加满油时,电流表指针恰好指示最大刻度即电路中的电流为0.6A,根据欧姆定律求出R0两端的电压;根据欧姆定律求出加满油时电路中的总电阻,再根据电阻的串联求出Rx的阻值;由图象读出传感器受到的压力即为油箱和油的重力,然后减去空油箱重即为油重,根据G=mg求出质量,再根据密度公式求出储油的体积.
考试点:欧姆定律的应用.
知识点:本题为力学、电学的综合题,考查了学生对密度公式、欧姆定律、压力与重力关系的掌握和运用,虽知识点多、综合性强,但和生活现象密切联系,有意义!