题文

随着社会和科技的发展，小汽车已进入寻常百姓家。如图所示是一种测量小汽车油箱内油量装置的原理图，它主要由压力传感器R（电阻值随所受压力变化而变化）、油量表A（由电阻可忽略不计的电流表改装而成）、电源等组成电路。压力传感器R在一定范围内的电阻与所受压力的关系如下表所示，油箱位于压力传感器上，压力传感器R的上表面面积为5cm2，电源电压为6V。

（1） 当油箱和油总重为500N时，压力传感器R上受到的压强为多大？ （2） 若油箱的质量为8.7kg，当油量表示数为3×10-2m3时，电路中的电流是多大？（ ρ汽油=0.71×103㎏/m3） （3）请指出该电路设计中的不足，并提出你的改进意见。

题型：计算题  难度：偏难

答案

解： （1）P=F/S=500N/5×10-4m2=1×106pa （2）m油=ρ油×V油=0.71×103kg/m3×3×10-2m3=21.3kg， F=G总=（m油+m箱）g=（8.7kg+21.3kg）×10N/kg=300N，由表可知此时R的电阻为R=150Ω， I=U/R=6V/150Ω=0.04A； （3）当油箱内油量增多，压力达到一定值时，压力传感器的电阻很小，使得电路中电流较大，会超过电流表（油量表）的量程，甚至发生短路而烧毁电流表（油量表）。改进方法：应在电路中串联一个阻值合适的定值电阻。

据专家权威分析，试题“随着社会和科技的发展，小汽车已进入寻常百姓家。如图所示是一种..”主要考查你对  压强的大小及其计算，欧姆定律及其应用，创新电路的设计  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

压强的大小及其计算欧姆定律及其应用创新电路的设计

考点名称：压强的大小及其计算

• 计算公式：
  P=F/S，式中p单位是：帕斯卡，简称：帕，1帕=1牛/米²，压力F单位是：牛；受力面积S单位是：米²。

• 对压强公式的理解：
  1．此公式适用于任何情况，即固体、液体、气体的压强计算都可用此公式。
  
  2．此公式中各物理量单位分别是p→Pa、F→N、s→m²。在计算物体的压强时，只有当F的单位为N，S 的单位为m²时，压强的单位才能是Pa，因此在计算中必须统一单位。
  
  3．一张报纸平放时对桌子的压强约0．5Pa。成人站立时对地面的压强约为1．5×10⁴Pa，它表示：人站立时，其脚下每平方米面积上，受到脚的压力为1．5× 10⁴N。
  
  4．公式中的，是压力而不是重力。即使在某些情况下，压力在数值上等于物体所受的重力，也不应把公式直接写成，而应先注明F=G得：。
  
  5．公式中的受力面积S，是指受力物体发生形变的那部分面积，也就是两物体的实际接触面积，而不一定是受力物体的表面积。如图所示，一个圆台形物体置于水平地面上，分别采用A、B两种方式放置，对地面的压力不变，但图A中受力面积是S2，图B中受力面积为S1，而它们都与水平地面的面积大小无关。
  
  6.  由公式推导出F=pS和可用于计算压力和受力面积的大小。
  
  巧用求柱体压强：
    将一密度均匀、高为h的圆柱体放在水平桌面上，桌面受到的压强，所圆柱体(包括长方体、正方体等)产生的压强，只与固体的密度和高度有关，而与固体的重力、体积和底面积因素无关，应用公式就给解这类题带来很大方便。
  例1如图所示，两圆柱形铁柱的底面半径之比是 3：1，高度相同，则它们对水平地面的压强之比为（   ）
  
  A．3：1B．1：3C．1：1D．9：l
  解析：本题是分析圆柱体的压强，可直接利用公式进行分析。因为两圆柱体的密度相同、高度相同，所以压强相同，选项C正确。
  答案：C
  

考点名称：欧姆定律及其应用

• 内容：
  通过导体的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比；
  
  公式：
  I=U/R，U表示导体两端的电压，单位是V；R表示导体的电阻，单位是Ω；I表示通过导体的电流，单位是A。

  单位使用:
  使用欧姆定律时各物理量的单位必须统一,I的单位是A，U的单位是V，R的单位是Ω。

• 解析“欧姆定律”：
       欧姆定律是电学中的基本定律和核心内容，是贯穿整个电学的主线，下面我们从以下几个方面进行深入分析．
  1．要理解欧姆定律的内容
  (1)欧姆定律中的关于成正比、成反比的结论是有条件的。如果说导体中的电流与导体两端的电压成正比，条件就是对于同一个电阻，也就是说在电阻不变的情况下；如果说导体中的电流与导体的电阻成反比，条件就是导体两端的电压不变。
  (2)注意顺序，不能反过来说，电阻一定时，电压跟电流成正比。这里存在一个逻辑关系，电压是原因，电流是结果。是因为导体两端加了电压，导体中才有电流，不是因为导体中通了电流才有了电压，因果关系不能颠倒。
      同样也不能说导体的电阻与通过它的电流成反比。我们知道，电阻是导体本身的一种性质，即使导体中不通电流，它的电阻也不会改变，更不会因为导体中电流的增大或减小而使它的电阻发生改变。
  
  2．要知道欧姆定律的公式和单位 欧姆定律的表达式