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是一个定值电阻,R2是一个压敏电阻,

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... 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,(设海水的密度ρ海水=1.0×103kg/m3).求:(1)当图甲中电流表A的示数为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,查看坐标图回答,此时压敏电阻R2所受的压力是多少?求此时压敏电阻R2所受的压强是多少?此时压敏电阻R2所处的海水深度是多少?(3)若图甲中电流表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多少? 展开
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(1)∵I=
U
R

∴当电流表示数为0.2A时,总电阻为:R=
U
I
=
6V
0.2A
=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=
F
S
=
4×104N
0.02m2
=2×106Pa;
则压敏电阻R2所处的海水深度是:h=
P
ρg
=
2×106Pa
103kg/m3×10N/kg
=200m;
(3)当电流表示数达到最大0.6A时,总电阻为:R=
U
I
=
6V
0.6A
=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=
F
S
=
10×104N
0.02m2
=5×106Pa;
则使用此方法能测量出海水的最大深度是:h=
P
ρg
=
5×106Pa
103kg/m3×10N/kg
=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.
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