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(2013?德城区二模)随着人们生活水平的不断提高,各种小汽车已经走进我们的家庭.小汽车的一些设计和使用过程中的许多现象都与物理知识有关,请解答下面的问题:

(1)汽车发动机工作时,缸体的温度很高,为确保发动机正常工作,汽车发动机常用水作为冷却剂,若汽车的水箱中装有10kg水,当水温升高50℃时吸收的热量是多少?
(2)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,该油箱加满油时,指针恰好指示最大刻度,求:
①此时,R0两端的电压是多少?Rx的阻值是多少?
②如果油箱与电阻Rx的接触面积为0.002m2,那么,油箱装满油时对电阻Rx的压强为多大?
③油箱最多能储油多少升?(取g=10N/kg、ρ汽油=0.7×103kg/m3
分析:(1)知道水的质量、温度变化量、水的比热,根据Q=cm△t求出水吸收的热量.
(2)①知道定值电阻的阻值和电流,根据U=IR求出定值电阻两端的电压.②知道电源电压和定值电阻两端的电压,求出压力传感器两端的电压,知道电流,利用欧姆定律求出压力传感器的电阻.
②求出了该油箱加满油时Rx的大小,由图乙可知,压力传感器Rx受到的压力,知道受力面积,利用压强公式求对电阻Rx的压强;
③在图象上找到此电阻下受到的压力,知道空油箱在重力,求出汽油的重力,求出汽油的质量,又知道汽油的密度,求出汽油的体积.
解答:解:
(1)水吸收的热量:
Q=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×10kg×50℃=2.1×106J;
(2)①如图,R0和Rx是串联的,
R0是阻值为5Ω的定值电阻,该油箱加满油时,指针恰好指示最大刻度0.6A,
所以R0两端的电压是:U0=IR0=0.6A×5Ω=3V.
电源电压是15V,R0两端电压是3V,所以Rx两端的电压是:Ux=U-U0=15V-3V=12V.
Rx的电阻为:Rx=
Ux
I
=
12V
0.6A
=20Ω.
②该油箱加满油时,Rx=20Ω,由图乙可知,压力传感器Rx受到的压力F=400N
对电阻Rx的压强:
p=
F
S
=
400N
0.002m2
=2×105Pa;
③由图象可知,Rx=20Ω时,压力传感器受到的压力F=400N.
油箱内油的重力:G=F-G=400N-50N=350N.
油箱内油的质量:
∵G=mg,
∴m=
G
g
=
350N
10N/kg
=35kg.
油箱内最多储存的油:
∵m汽油V
∴V=
m
ρ
=
35kg
0.7×103kg/m3
=50×10-3m3=50L.
答:(1),当水温升高50℃时吸收的热量是2.1×106J;
(2)①此时,R0两端的电压是3V,Rx的阻值是20Ω;
②油箱装满油时对电阻Rx的压强为2×105Pa;
③油箱最多能储油50升.
点评:本题为力学、热学、电学的综合题,考查了学生对水的比热容大的应用、密度公式、欧姆定律、吸热公式、压强公式的掌握和运用,虽知识点多、综合性强,但和生活现象密切联系,有意义!
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保温
保温
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121
121
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