Question

【題目】某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)利用如圖1 所示的電路來(lái)測(cè)量海水的深度，其中 R1=2Ω 是一個(gè)定值電阻， R2 是一個(gè)壓敏電阻，它的阻值隨所受液體壓力 F 的變化關(guān)系如圖 2 所示，電源電壓保持 6V 不變，將此壓敏電阻用絕緣薄膜包好后放在一個(gè)硬質(zhì)凹形絕緣盒中，放入海水中保持受力面水平，且只有一個(gè)面積為 0.02m2 的面承受海水壓力。（設(shè)海水的密度 ρ 海水=1.0×10 3kg/m3，g 取 10N/kg）

（1） 當(dāng)電流表示數(shù)為 0.2A 時(shí)，求壓敏電阻 R2 的阻值；

（2） 如圖 2 所示，當(dāng)壓敏電阻 R2 的阻值為 20Ω 時(shí)，求此時(shí)壓敏電阻 R2 所在深度處的海水壓強(qiáng)；

（3） 若電流的最大測(cè)量值為 0.6A，則使用此方法能測(cè)出海水的最大深度是多少？

Answer 1

【答案】（1）28Ω；（2）2×106Pa；（3）500m。

【解析】

（1）由可得，當(dāng)電流表示數(shù)為0.2A時(shí)電路的總電阻：，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，壓敏電阻R2的阻值：R2=R總-R2=30Ω-2Ω=28Ω；

（2）當(dāng)壓敏電阻R2的阻值為20Ω時(shí)，由圖2可知，壓敏電阻受到的壓力F=4×104N，此時(shí)壓敏電阻R2所在深度處的海水壓強(qiáng)：；

（3）當(dāng)電流表的示數(shù)I′=0.6A時(shí)，使用此方法能測(cè)出海水的深度最大，此時(shí)電路的總電阻：，此時(shí)壓敏電阻的阻值：R2′=R總′-R2=10Ω-2Ω=8Ω，由圖2可知，壓敏電阻受到的壓力F′=10×104N，此時(shí)壓敏電阻R2所在深度處的海水壓強(qiáng)：，由可得，使用此方法能測(cè)出海水的最大深度：。