Question

随着社会和科技的发展，小汽车已进入寻常百姓家。如图所示是一种测量小汽车油箱内油量装置的原理图，它主要由压力传感器R（电阻值随所受压力变化而变化）、油量表A（由电阻可忽略不计的电流表改装而成）、电源等组成电路。压力传感器R在一定范围内的电阻与所受压力的关系如下表所示，油箱位于压力传感器上，压力传感器R的上表面面积为5cm²，电源电压为6V。

（1） 当油箱和油总重为500N时，压力传感器R上受到的压强为多大？
（2） 若油箱的质量为8.7kg，当油量表示数为3×10^-2m³时，电路中的电流是多大？（ ρ_汽油=0.71×10³㎏/m³）
（3）请指出该电路设计中的不足，并提出你的改进意见。

Answer 1

解：
（1）P=F/S=500N/5×10^-4m²=1×10⁶pa
（2）m_油=ρ_油×V_油=0.71×10³kg/m³×3×10^-2m³=21.3kg， F=G_总=（m_油+m_箱）g=（8.7kg+21.3kg）×10N/kg=300N，由表可知此时R的电阻为R=150Ω， I=U/R=6V/150Ω=0.04A；
（3）当油箱内油量增多，压力达到一定值时，压力传感器的电阻很小，使得电路中电流较大，会超过电流表（油量表）的量程，甚至发生短路而烧毁电流表（油量表）。改进方法：应在电路中串联一个阻值合适的定值电阻。