神州七號(hào)載人飛船在太空真空狀態(tài)下飛行,要求飛船的艙門(mén)必須具有良好的密封性,以確保航天員的生命安全。為此,要在發(fā)射前檢驗(yàn)飛船艙門(mén)的密封性能,科研人員采用了如下的檢驗(yàn)方法:將待檢驗(yàn)的飛船艙體M置于一個(gè)集氣空腔N中,如下圖甲所示。為了模擬飛船飛行時(shí)的真實(shí)環(huán)境,先對(duì)艙體M充入壓強(qiáng)為1.0×105pa的空氣,然后,把集氣空腔N抽成真空,集氣空腔N不漏氣。若飛船艙門(mén)漏氣,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間便會(huì)有氣體從艙體M進(jìn)入集氣空腔N中,艙體M中的壓強(qiáng)將減小,集氣空腔N中的壓強(qiáng)將增大。為了測(cè)量艙體M和集氣空腔N中的壓強(qiáng),設(shè)計(jì)了如下圖中所示的電路。其中,RM、RN是兩個(gè)完全相同的力敏電阻(電阻值會(huì)隨所受壓強(qiáng)大小發(fā)生變化的可變電阻)。已知集氣空腔N的容積為5V,艙體M的容積為V,不計(jì)艙體M器壁的體積,整個(gè)過(guò)程溫度不變。電路中R0的阻值為10?,電源電壓恒為9V。力敏電阻RM、RN的阻值隨氣體壓強(qiáng)變化的關(guān)系如下表:
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)若飛船艙門(mén)漏氣,則空氣從艙體M中緩慢逸出過(guò)程中,電流表和電壓表的讀數(shù)將如何變化?
(2)若在檢驗(yàn)過(guò)程中,某時(shí)刻電壓表和電流表的示數(shù)分別為4.5V和0.225A,飛船艙門(mén)的面積是0.6m2,請(qǐng)計(jì)算此時(shí)艙門(mén)受到的內(nèi)外壓力差。
(3)實(shí)驗(yàn)表明,一定質(zhì)量的氣體在溫度不變的情況下,壓強(qiáng)隨體積的變化如下圖乙所示。若空氣從艙體M中逸出,經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后,M、N中的壓強(qiáng)相等,則此時(shí)電流表和電壓表的讀數(shù)分別是多少?
(1)電流表讀數(shù)變大 電壓表讀數(shù)變大
(2)I=U0/R0=(9V-4.5V)/10Ω=0.45A
RM=UM/I=4.5V/0.45A=10Ω
查表可知RM=10Ω時(shí)對(duì)應(yīng)的氣壓值為0.6×105 Pa
RN=U/I=9V/0.225A=40Ω
查表可知RN=40Ω時(shí)對(duì)應(yīng)的氣壓值為0.1×105 Pa
此時(shí)艙門(mén)受到的內(nèi)外壓力差ΔF=ΔpS=(0.6×105 Pa-0.1×105 Pa)×0.6 m2
=3×104 N (其他解法合理即可)
(3)由題意和圖像可知,當(dāng)M、N中的氣體壓強(qiáng)相等時(shí),M、N中的氣壓值均
為0.2×105 Pa
查表可知,此時(shí)RM、RN的電阻值均為30Ω
IM=9V/(30Ω+10Ω)=0.225A
UM=0.225A×30Ω=6.75V 電壓表的讀數(shù)為6.75V
IN=9V/30Ω=0.3A 電流表的讀數(shù)為0.3A
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:閱讀理解
力敏電阻受到的氣壓值 (×105 Pa) | 0 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 |
0.9 |
1.0 |
力敏電阻對(duì)應(yīng)的電阻值(Ω) | 50 | 40 | 30 | 22 | 15 | 12 | 10 | 8 | 6 | 5 | 4 |
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:閱讀理解
力敏電阻受到的氣壓 (×105 Pa) | 0 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1.0 |
力敏電阻對(duì)應(yīng)的電阻值(Ω) | 50 | 40 | 30 | 22 | 15 | 12 | 10 | 8 | 6 | 5 | 4 |
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:解答題
力敏電阻受到的氣壓 (×105 Pa) | 0 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1.0 |
力敏電阻對(duì)應(yīng)的電阻值(Ω) | 50 | 40 | 30 | 22 | 15 | 12 | 10 | 8 | 6 | 5 | 4 |
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科目:初中物理 來(lái)源:2010-2011學(xué)年江蘇省東臺(tái)市部分學(xué)校九年級(jí)(下)期中物理試卷(解析版) 題型:解答題
力敏電阻受到的氣壓 (×105 Pa) | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1.0 | |
力敏電阻對(duì)應(yīng)的電阻值(Ω) | 50 | 40 | 30 | 22 | 15 | 12 | 10 | 8 | 6 | 5 | 4 |
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