Question

【题目】某同学设计了一个利用如图1 所示的电路来测量海水的深度，其中 R1=2Ω 是一个定值电阻， R2 是一个压敏电阻，它的阻值随所受液体压力 F 的变化关系如图 2 所示，电源电压保持 6V 不变，将此压敏电阻用绝缘薄膜包好后放在一个硬质凹形绝缘盒中，放入海水中保持受力面水平，且只有一个面积为 0.02m2 的面承受海水压力。（设海水的密度 ρ 海水=1.0×10 3kg/m3，g 取 10N/kg）

（1） 当电流表示数为 0.2A 时，求压敏电阻 R2 的阻值；

（2） 如图 2 所示，当压敏电阻 R2 的阻值为 20Ω 时，求此时压敏电阻 R2 所在深度处的海水压强；

（3） 若电流的最大测量值为 0.6A，则使用此方法能测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，当电流表示数为0.2A时电路的总电阻：，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，压敏电阻R2的阻值：R2=R总-R2=30Ω-2Ω=28Ω；

（2）当压敏电阻R2的阻值为20Ω时，由图2可知，压敏电阻受到的压力F=4×104N，此时压敏电阻R2所在深度处的海水压强：；

（3）当电流表的示数I′=0.6A时，使用此方法能测出海水的深度最大，此时电路的总电阻：，此时压敏电阻的阻值：R2′=R总′-R2=10Ω-2Ω=8Ω，由图2可知，压敏电阻受到的压力F′=10×104N，此时压敏电阻R2所在深度处的海水压强：，由可得，使用此方法能测出海水的最大深度：。