Question

隨著人們生活水平的不斷提高，各種小汽車已經(jīng)走進我們的家庭．仔細觀察和思考，可以發(fā)現(xiàn)小汽車的一些設(shè)計和使用過程中的許多現(xiàn)象都與物理知識有關(guān)，請你用學(xué)過的物理知識解答下面的問題：
（1）小汽車的外形設(shè)計成流線型（如圖甲所示），當小汽車在水平路面上高速行駛時，車身上方的空氣流速

大

，壓強

小

，從而

減小

了車身對地面的壓力．（以上都選填“增大”“減小”“不變”）
（2）汽車發(fā)動機工作時，缸體的溫度很高，為確保發(fā)動機正常工作，需對缸體進行冷卻．汽車發(fā)動機常用水作為冷卻劑．若汽車的水箱中裝有8kg水，當水溫升高50℃時吸收的熱量是多少J？[c_水=4.2×10³J/（kg?°C）]
（3）圖丙為某小汽車測定油箱內(nèi)油量的電路原理圖．其中：Rx為壓力傳感器，它的電阻值隨受到壓力的變化而變化，阻值隨壓力變化的關(guān)系如圖丁所示；表A為油量表，它實質(zhì)是一只電流表，油箱內(nèi)油量的變化通過電流表示數(shù)的變化顯示出來； R₀是阻值為5Ω的定值電阻；電源電壓恒為15V；油箱位于壓力傳感器Rx上，空油箱重50N．若電流表的量程為0～0.6A，該油箱加滿油時，指針恰好指示最大刻度，求：
①此時，R₀兩端的電壓是多少？Rx的阻值是多少？
②油箱最多能儲油多少m³？（取g=10N/kg、ρ汽油=0.7×10³kg/m³）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)流體壓強跟流速的關(guān)系，分析汽車上下表面受到壓強的情況，分析汽車制成流線型的原因．
（2）知道水的質(zhì)量、溫度變化量、水的比熱，根據(jù)Q=cm△t，求出水吸收的熱量．
（3）①知道定值電阻的阻值和電流，根據(jù)U=IR求出定值電阻兩端的電壓．
②知道電源電壓和定值電阻兩端的電壓，求出壓力傳感器兩端的電壓，知道電流，求出壓力傳感器的電阻．
在圖象上找到此電阻下受到的壓力，知道空油箱在重力，求出汽油的重力，求出汽油的質(zhì)量，又知道汽油的密度，求出汽油的體積．

解答：解：（1）如汽車的外形，相同時間內(nèi)空氣經(jīng)過汽車上方的路程大于通過汽車下方的路程，汽車上方的空氣流速大于汽車下方的空氣流速，汽車受到向下的壓強小于受到向上的壓強，汽車受到空氣的升力，減小汽車對地面的壓力．
故答案為：大；小；減小．
（2）Q=cm△t=4.2×10³J/（kg?°C）×8kg×50℃=1.68×10⁶J．
（3）①如圖，R₀和R_x是串聯(lián)的，
R₀是阻值為5Ω的定值電阻，該油箱加滿油時，指針恰好指示最大刻度0.6A，
所以R₀兩端的電壓是：U₀=IR₀=0.6A×5Ω=3V．
電源電壓是15V，R₀兩端電壓是3V，所以R_x兩端的電壓是：U_x=U-U₀=15V-3V=12V．
R_x的電阻為：R_x=

UX

I

=

12V

0.6A

=20Ω．
②由圖象知，當壓力傳感器電阻是20Ω時，壓力傳感器受到的壓力是400N，空油箱的重力是50N，所以油箱內(nèi)裝滿油的重力為：G=400N-50N=350N，
所以裝滿汽油的質(zhì)量是：m=

G

g

=

350N

10N/kg

=35kg，
汽油的體積：V=

m

ρ

=

35kg

0.7×103kg/m3

=0.05m³．
答：（2）8kg水溫度升高50℃時吸收的熱量是1.68×10⁶J．
（3）①油箱裝滿汽油時，R₀兩端的電壓3V，Rx的阻值是20Ω．
②油箱最多能儲油0.05m³．

點評：（1）對于給定電阻圖象的問題，從圖象中提取信息，在最近幾年中考中出現(xiàn)的頻率很高，要掌握此類型的習(xí)題．
（2）流體壓強和流速的關(guān)系在生活中有重要的應(yīng)用，例如鳥的飛行、飛機的飛行、汽車尾翼、火車站臺設(shè)置安全線等．
（3）本題涉及到密度、體積、重力、質(zhì)量、歐姆定律、熱量等計算，綜合性很強，有一定的難度．