货车油箱里的油如何测量剩多少量_汽车油箱内油量的测量

  所有的汽车都有油箱,里面装着汽车必需的“血液”――燃油,可是,你知道油箱内的油量是如何在油量表上显示出来的吗?今天,我们就利用所学过的物理知识来揭开它神秘的面纱。   汽车上的油量表一般为磁电式油量表,如图甲,当指针指在“F”位置时,表示油箱中的油已加满;当指针指在“E”位置时,表示需要加油。
  油量表一般采用磁电式交叉线圈结构,其内部结构如图乙、丙中的虚线部分:1―锌合金接合片;2、7―调整固定螺钉(可以调整铁心在锌合金接合片上的位置);3、4―铁心;5―衔铁。
  传感器:油量表的传感器可以将油箱内油量的变化转变为电路中电流的变化,从而在油量表上显示出来。根据其工作原理,传感器可分为两种:滑线电阻式传感器和干簧管式传感器。(如图乙和丙中虚线部分)
  电路连接情况:R"为定值电阻,6为滑线电阻器,乙电路中,电磁铁3和滑线电阻器串联,然后和电磁铁4并联;丙图中,电磁铁3和压敏电阻R(电阻随压力的变化而变化)串联,然后和电磁铁4并联。
  工作原理:如图,当被测油箱内的油位变化时,乙图中传感器的浮标随之上下移动,滑线电阻的阻值发生改变(丙图中压敏电阻R的阻值随着受到的压强的变化而变化),从而使电磁铁3线圈中的电流大小发生变化,电磁铁3的磁场相应随之变化,从而带动了与磁钢结合在一起的指针,使指针发生偏转,显示油量变化。(上述过程中,电磁铁4中的电流不变,磁场也不变)
  把社会、生活和物理知识紧密联系起来,这是我们中考考查方式发展的一个方向。下面让我们来看两道有关油量问题的题目:上面的乙图和丙图可以简化为下面两个图(R为滑动变阻器,R"为定值电阻,R为压敏电阻)。
  【中考“零距离”】
  例题1:如图所示是某同学设计的一个能够测定油箱内油面高度的装置,油量表是由学生用电流表改装而成的,滑动变阻器R的金属滑片P是杠杆的一端,当P在a端时电路中的电流为0.6A,表示油箱已满;当P在b端时电路中的电流为0.1A,表示油箱内无油。
  滑动变阻器R的最大阻值为50欧时,他应选择的电源电压值和R"的阻值是多少?
  (2)若油箱的容积为50L,请你按该同学的改装,在电流表表盘上标出油量值为0L、40L、50L的位置(滑动变阻器接入的阻值随浮标升降均匀变化)。
  【分析】
  这道题目涉及浮力、杠杆、欧姆定律等方面的知识,巧妙地把这些知识的考查与生活紧密联系起来,体现了物理、生活密不可分的特点。
  【答案】
  (1)设电源的电压为U,则
  当P在a端时:U=0.6A×R′ ①
  当P在b端时:U=0.1A×(50Ω+R′) ②
  由①式和②式可得:U=6VR′=10Ω
  (2)因为R=50Ω,I=0.1A时,油箱内无油,则在电流表上0.1A处应标0L
  R=0Ω,I=0.6A时,油箱已满,则在电流表上0.6A处应标50L
  又由于滑动变阻器接入的阻值随浮标升降均匀变化,所以当R=10Ω时,油量应为40L,此时电路中的电流应为I=U/(R+R′)=6V/(10Ω+10Ω)=0.3A(如图所示)
  例题2:如下图所示,为某新型汽车自动测定油箱内油面高度的电路原理图,其中电源电压恒为6V,R"为定值电阻,A为油量指示表(实质是一只量程为0―0.6A的电流表),R为压敏电阻(其阻值随表面受到压强的增大而减小)。关于压敏电阻R的阻值与所受液体压强的对应关系如下表所示。
  
  (1)油箱是一个圆柱形容器,底面积为0.15m,油箱内汽油高度达到60cm时油箱即装满,问油箱装满时汽油的质量为多少?此时汽油对油箱底部压敏电阻的压强为多大?(汽油密度为0.71×10kg/m,取g=10N/kg)
  (2)油箱装满时,油量指示表的示数如图甲所示,求定值电阻R"的阻值?
  (3)当油箱内汽油用空时,油量指示表的指针指向某一位置,求此位置所对应的电流?
  (4)假如某品牌汽车配用该油箱,它的发动机的效率为23%,当汽车以60km/h的速度做匀速直线运动时,受到地面的阻力约为500N,则理论上一满箱油可供汽车行驶多少距离?(汽油的热值为4.6×10J/kg)
  【分析】
  本题综合了力学、热学、电学知识,考查学生把学习到的物理概念、规律进行适当重组与整合,变成解决现实中具体问题的工具。
  【答案】
  (1)m=ρ•V=0.71×10kg/m×0.15m×0.6m=63.9kg
  p=ρgh=0.71×10kg/m×10N/kg×0.6m=4260Pa
  (2)R===10Ω
  当P=4260Pa时,查表得R=5Ω,R"=R-R=10Ω-5Ω=5Ω
  (3)当油箱内汽油用空时,P=4260Pa,R=45Ω,I===0.12A
  (4)因为F•S=mqη
  所以s===1352.124km
  从这两道题目可以看出,物理知识无处不在,它时刻伴随在你我身边,汽车上还有水温表,你知道它的工作原理吗?只要做个有心人,你一定会有更大收获。
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