解题思路:(1)由电路图可知,当单刀双掷开关S接a时,RM与R0串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流;由表格数据可知当空气从舱体M中缓慢逸出过程中,舱体的压强变小,力敏电阻的阻值变大,根据串联电路的电阻特点和欧姆定律可知电路中电流的变化和R0两端的电压变化.
(2)根据欧姆定律和串联电路的特点分别求出开关S接a或接b时RM和RN的大小,由表格数据得出对应的压强,再根据F=PS求出此时舱门受到的内外压力差;
(3)M、N中的压强相等时,根据气体的体积变为原来的5倍可知此时的压强,由表格数据可知此时力敏电阻的电阻,根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出电流表的示数,进一步求出电压表的示数.
(1)当空气从舱体M中缓慢逸出过程中,舱体的压强变小;
由表格数据可知,力敏电阻的阻值变大,电路的总电阻变大;
根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,电阻R0两端的电压变小,即电流表和电压表的示数都变小.
(2)当开关S接a时,U0=4.5V,
电路中的电流I=
U0
R0=[4.5V/10Ω]=0.45A,
则RM=
UM
I=
U-U0
I=[9V-4.5V/0.45A]=10Ω,
查表可知RM=10Ω时对应的气压值为0.6×105Pa;
开关S接b时,I′=0.18A,
电路的总电阻R=[U
I′=
9V/0.18A]=50Ω,
所以RN=R-R0=50Ω-10Ω=40Ω,
查表可知RN=40Ω时对应的气压值为0.1×105Pa;
此时舱门受到的内外压力差△F=△PS=(0.6×105Pa-0.1×105Pa)×0.6m2=3×104N.
(3)由题意和图象可知,当M、N中的气体压强相等时,M、N中的气压值均为0.2×105Pa;
查表可知,此时RM、RN的电阻值均为30Ω,
所以电路中的电流I″=[U
RN+R0=
9V/30Ω+10Ω]=0.225A,
即电流表的示数为0.225A;
R0两端的电压U0″=I″×10Ω=0.225A×10Ω=2.25V,
即电压表的示数为2.25V.
答:(1)变小,变小;
(2)舱体M中的气压为0.6×105Pa,集气空腔N中的气压为0.1×105Pa,此时舱门受到的内外压力差为3×104N;
(3)M、N中的压强相等时电流表和电压表的读数分别0.225A、2.25V.
点评:
本题考点: 欧姆定律的应用.
考点点评: 本题题量大,考查的知识点多,特别是新信息题较多,难度较大,需在掌握好基础知识的基础上认真分析信息,将课本知识进行有效迁移才能解答好本题.