Question

【題目】汽車應用了許多物理知識,請你運用所學的物理知識解答下列問題:

(1)汽車發動機是熱機的一種,汽油機一個工作循環有四個沖程,請你判斷圖中將機械能轉化為內能的沖程是_______圖。

(2)在汽車的儀表盤上有一個油量表來顯示油箱內汽油的余量,當汽油的余量低于一定值時,油量警告燈會發出警示,提醒駕駛員及時加油。小虎自學了油量表的工作原理后,根據所學的物理知識成功制作了油量表自動控制的模擬裝置,如圖所示:

當油桶內油量增加時,油量表的示數將變_________，小虎想用電壓表代替電流表做油量表,如圖3畫出部分電路,請在如圖中完成電路的設計(要求:當油箱中的油用完時，油量表的示數為零)____。

(3)下圖是汽車啟動原理圖,當鑰匙插入儀表板上的鑰匙孔并轉動，這一操作相當于_______，電動機工作,啟動轎車；電磁鐵的工作電壓______電動機的工作電壓(填“大于”、“小于”或“等于”)。

(4)汽車起動后,有經驗的司機可以通過聞尾氣的氣味做出初步的判斷，輸出功率相同時,汽油味越淡,汽車發動機效率越_______.

Answer 1

【答案】甲 大 閉合開關 小于 高

【解析】

（1）汽油機做功沖程對外做功，將內能轉化為機械能；壓縮沖程也有能量轉化，將機械能轉化為內能；
（2）油量表和可變電阻R、開關、電源串聯組成電路，根據電壓表和電流表的正確使用可知油量表的類型，根據油量的變化可知浮球的變化，在杠桿的作用下可知滑片移動的方向，從而得出R接入電路中電阻的變化，根據歐姆定律可知油量表示數的變化；用電壓表代替電流表做油量表，當油箱中的油用完時，油量表的示數為零說明此時電壓表被短路；
（3）鑰匙孔與一節電池、電磁鐵組成控制電路，電動機與總電源組成工作電路；
（4）熱機效率是指用來做有用功的能量與燃料完全燃燒放出的熱量之比，汽油味越淡，說明燃燒的越充分，同樣多的汽油（總能量相同），燃燒放出的熱量越多，轉化成的有用功越多，根據效率公式分析效率的變化。

（1）在汽油機一個工作循環的四個沖程中，壓縮沖程活塞向上運動，壓縮燃料混合物對其做功，使氣缸內的氣體的內能增加，溫度升高，故是將機械能轉化為內能；

甲圖：氣門都關閉，活塞向上運行，氣缸容積減小，是壓縮沖程，符合題意；

乙圖：排氣門打開，活塞向上運動，氣缸容積減小，是排氣沖程，不符合題意；

丙圖：氣門都關閉，活塞向下運行，火花塞點火，氣缸容積增大，是做功沖程，不符合題意；丁圖：進氣門打開，活塞向下運行，氣缸容積增大，是吸氣沖程，不符合題意；

（2）由圖2可知，油量表和可變電阻R、開關、電源串聯組成電路，由電流表與被測電路元件串聯可知，油量表是由電流表改裝而成的，當油桶內油量增加時，浮球上移，在杠桿的作用下滑片向下移動，R接入電路中的電阻變小，由可知電路中的電流變大，即油量表的示數變大；用電壓表代替電流表做油量表，當油箱中的油用完時，油量表的示數為零，則此時電壓表被短路，設計的電路圖如下圖所示：

（3）當鑰匙插入儀表板上的鑰匙孔并轉動（相當于閉合開關），由圖可知，電磁鐵只用左邊一個電源供電；電磁鐵吸引銜鐵后，電動機用兩個電源串聯同時供電，電磁鐵的工作電壓小于電動機的工作電壓；

（4）輸出功率相同的汽車，燃燒相同的汽油（消耗的總能量相同），汽油味越淡，說明汽油燃燒的越充分，燃燒放出的熱量越多，轉化成的有用功越多，使得發動機的效率越高。