某同学设计了一个利用如图*所示的电路测量海水的深度,其中R1=2Ω是一个定值电阻,R2是一个压敏电阻,它的阻值...
问题详情:
某同学设计了一个利用如图*所示的电路测量海水的深度,其中R1=2Ω是一个定值电阻,R2是一个压敏电阻,它的阻值随所受压力F的变化关系如图乙所示,电源电压保持6V不变,将此压敏电阻用绝缘薄膜包好后放在一个硬质形绝缘盒中,放入海水中保持受力面水平,且只有一个面积为0.02m2的面承受海水压力.(设海水密度ρ海水=1.0×103kg/m3).求:
(1)当A示数为0.2A时,压敏电阻R2的阻值是多少?
(2)如图乙所示,当压敏电阻R2的阻值为20Ω时,求此时压敏电阻R2所处的海水深度是多少?
(3)若A的最大测量值为0.6A,则使用此方法能测量出海水的最大深度是多少?
【回答】
【考点】液体的压强的计算;压强的大小及其计算.
【分析】(1)根据欧姆定律公式及串联电路的特点可求题目中的某些电学物理量;
(2)认真分析图象的含义,再结合电路图可求海水深度;
(3)将电学中的欧姆定律与力学中的液体压强有机结合起来,以压敏电阻做为媒介;可求最大深度
【解答】解:(1)当电流表示数为0.2A时,总电阻为:R===30Ω;
压敏电阻R2的阻值为:R2=R﹣R1=30Ω﹣2Ω=28Ω;
(2)根据图象可知:当压敏电阻R2的阻值为20Ω时,压敏电阻受到海水的压力为4×104N;
则压敏电阻受到的压强为:P===2×106Pa;
则压敏电阻R2所处的海水深度是:h===200m;
(3)当电流表示数达到最大0.6A时,总电阻为:R===10Ω;
此时压敏电阻R2的阻值为:R2=R﹣R1=10Ω﹣2Ω=8Ω;
根据图象可知:当压敏电阻R2的阻值为8Ω时,压敏电阻受到海水的压力为10×104N;
则压敏电阻受到的压强为:P大===5×106Pa;
则使用此方法能测量出海水的最大深度是:h大===500m;
答:(1)当A示数为0.2A时,压敏电阻R2的阻值是28Ω;
(2)当压敏电阻R2的阻值为20Ω时,求此时压敏电阻R2所处的海水深度是200m;
(3)若A的最大测量值为0.6A,则使用此方法能测量出海水的最大深度是500m.
【点评】此题是一道力学与电学的综合题;明确图象的含义,以压敏电阻做中介,将压强知识与欧姆定律结合起来进行计算即可.
知识点:液体压强
题型:计算题
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