近几年来来,气候问题已经成为热点,全球变暖,某同学设计了一个利用如图甲所示的电路来测量海水的深度,其中R1=2Ω是一个定
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解题思路:(1)根据欧姆定律求出A示数为0.3A时电路中的总电阻,利用电阻的串联求出压敏电阻R2的阻值;

(2)根据欧姆定律求出A示数为0.6A时电路中的总电阻,利用电阻的串联求出此时压敏电阻的阻值,由图象可知压敏电阻受到的压力,根据p=

F/S]求出受到的压强,利用p=ρgh求出测出海水的最大深度;根据W=UIt求出电路工作10分钟消耗的电能;

(3)根据压强公式表示出压敏电阻受到的压力,由图象可知压敏电阻的阻值不与压力成线性关系,则可知深度和压敏电阻之间的关系,然后根据电流表示数的表达式进行判断.

(1)由I=[U/R]可得,当A示数为0.3A时,电路中的总电阻:

R=[U/I]=[6V/0.3A]=20Ω,

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,

所以,压敏电阻R2的阻值:

R2=R-R1=20Ω-2Ω=18Ω;

(2)当A示数为0.6A时,电路中的总电阻:

R′=[U/I′]=[6V/0.6A]=10Ω,

此时压敏电阻R2的阻值:

R2′=R′-R1=10Ω-2Ω=8Ω,

由图象可知,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;

由p=[F/S]可得,压敏电阻受到海水的压强:

p=[F/S]=

10×104Pa

0.02m2=5×106Pa;

由p=ρgh可得,测出海水的最大深度:

h=

p大

ρg=

5×106Pa

1.0×103kg/m3×10N/kg=500m;

电路工作10分钟,消耗的电能:

W=UIt=6V×0.6A×10×60s=216J;

(3)海水的深度为h时,压敏电阻受到的压力:

F=pS=ρghS,

由图象可知,R2的阻值与F不成线性关系,即R2的阻值与h不成线性关系,

电路中电流表的示数:

I=[U

R1+R2,则电流表的示数与h不成线性关系,说明深度表的刻度是不均匀的.

答:(1)当A示数为0.3A时,压敏电阻R2的阻值是18Ω;

(2)若A的最大测量值为0.6A,则使用此方法能测出海水的最大深度是500m;此时,电路工作10分钟,消耗的电能是216J;

(3)该深度表的刻度是不均匀的.

点评:

本题考点: 欧姆定律的应用;电功的计算.

考点点评: 本题考查了压强公式和串联电路特点、欧姆定律、电功公式的灵活应用,关键是根据图象得出压力对应的电阻值以及它们之间的关系.

1年前

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