专题4：油量表问题

1、专题4：油量表问题【诊断题】 如图甲为某型号汽车的自动测定油箱内油量的电路原理图，其中电源两端的电压为24V，R0为定值电阻，A为油量指示表（一只量程为00.6A的电流表）；Rx为压敏电阻（厚度不计），它的上表面受力面积为10cm2，其阻值与所受压力的对应关系如图乙所示油箱的横截面积为20dm2，油箱加满汽油时深度为0.4m，油量指示表的示数在最大值处（已知：汽油的密度=0.7103kg/m3，g取10N/kg，汽油的热值q=3.01010J/m3）请解答下列问题：（1）当油箱装满汽油时，压敏电阻Rx上表面受到的压力是多大？（2）当油箱装满汽油时，定值电阻R0的阻值是多大？当油箱内汽油用完时，

2、油量指示表的指针指向某一位置，求此位置所对应的电流值是多少？（3）当该车匀速行驶1h消耗10L（1L=1dm3）汽油时，汽油完全燃烧放出的热量有30%转化成汽车的有用功，则汽车在这段时间的功率是多少？讲解： 本题涉及 HYPERLINK /physics/ques/detail/407ec8d3-430b-4f4e-930a-c87f6af067ff 压强、 HYPERLINK /physics/ques/detail/407ec8d3-430b-4f4e-930a-c87f6af067ff 功的计算、 HYPERLINK /physics/ques/detail/407ec8d3-430b-

3、4f4e-930a-c87f6af067ff 欧姆定律的应用及电 HYPERLINK /physics/ques/detail/407ec8d3-430b-4f4e-930a-c87f6af067ff 功率的计算；综合考查了力学与电路中的相关知识，对学生的审题能力、综合分析计算能力等要求较高，难度较大。分析： （1）由液体压强公式p=gh可求得汽油对压敏电阻的压强；再根据导出公式F=PS算出油对Rx的压力 （2）在乙图图象中找出对应的电阻值；电源电压已知，装满油时电流表示数为所接量程的最大值，由串联电路特点及欧姆定律可以求出R0的阻值油箱内汽油用完时，压敏电阻受到的压力为零，由图象可求出压敏电

4、阻的阻值，然后由欧姆定律可求出电路中的电流值 （3）先求出汽车做的有用功，然后由功率公式求出功率解答： （1）汽油对电阻产生的压强p=gh=0.7103kg/m310N/kg0.4m=2.8103Pa，压敏电阻受到的压力F1=pS=2.8103Pa1010-4m2=2.8N；（2）当油箱内装满汽油时，压敏电阻Rx上表面受到的压力为2.8N，由图乙所示图象可知，此时压敏电阻阻值为Rx1=30，I=U/R，U=I1（R0+Rx1），即24V=0.6AR0+30），解得R0=10，当油箱内汽油用完时，压敏电阻Rx上表面受到的压力为零，根据压敏电阻与所受压力的对应关系，Rx2=290，油箱内汽油用完时

5、的电流值I2= U/R0+RX2=0.08A；（3）汽油释放的热量Q放=qV=3.01010J/m31010-3m3=3108J，有用功W有=Q放30%=3108J30%=9107J，功率P=W/t=25000W；答：（1）当油箱装满汽油时，压敏电阻Rx上表面受到的压力2.8N （2）当油箱装满汽油时，定值电阻R0的阻值是10；当油箱内汽油用完时，油量指示表的指针指向某一位置，求此位置所对应的电流值是0.08A； （3）当该车匀速行驶1h消耗10L（1L=1dm3）汽油时，汽油完全燃烧放出的热量有30%转化成汽车的有用功，则汽车在这段时间的功率是25000W【反馈题】如图所示，是小丽在实验室设

6、计的，自动测定油箱内油面高度的装置图R是滑动变阻器，它的金属片是杠杆的一端，R是定值电阻，电源电压为6V当油箱内装满油时，金属片恰好连a端，油量表（用电流表改装，）的示数是0.6A；当油箱内无油时，金属片恰好连b端，油量表的示数是0.1A请回答下列问题：（1）定值电阻R的规格？滑动变阻器的最大阻值？（2）当油量表的示数是0.3A时，滑动变阻器消耗的功率是多少？（3）你认为她在设计该装置的电路时，在选择器材的过程中应考虑什么问题？（说出两条）解：（1）当油箱内装满油时，电路为R的简单电路，根据欧姆定律可得：R=U/I=10，当油箱内无油时，R与滑动变阻器的最大阻值串联，电路中的总电阻：R总=U/

7、I=60，串联电路中总电阻等于各分电阻之和，滑动变阻器的最大阻值：R=R总-R=60-10=50；（2）当油量表的示数是0.3A时，定值电阻两端的电压：U定=I3R=0.3A10=3V，串联电路中总电压等于各分电压之和，滑动变阻器两端的电压：U滑=U-U定=6V-3V=3V，滑动变阻器消耗的功率：P滑=U滑I3=3V0.3A=0.9W；（3）为保护电流表，选择电源和R时，电压与R的比值应小于（或等于）电流表的量程（或应考虑当P在a点时电流不超过电流表的量程）； 为了提高油量表的灵敏度，应选择在电流表00.6A的量程标注刻度；为了确保使油量在电流表0.1A0.6A的范围内变化，应考虑电源电压、R与R的合理配置答：（1）定值电阻R的规格为10，滑动变阻器的最大阻值为50； （2）当油量表的示数是0.3A时，滑动变阻器消耗的功率是0.9W； （3）为保护电流表，选择电源和R时，电压与R