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神舟號(hào)神舟系列為載人航天飛船,如圖甲所示是長(zhǎng)征火箭將神舟十三號(hào)載人飛船發(fā)射升空的場(chǎng)景,中國(guó)載人航天技術(shù)的自主發(fā)展,向世界展示了民族創(chuàng)新能力的提高和國(guó)家綜合實(shí)力的提升。
載人飛船在太空中飛行時(shí),由于處在真空環(huán)境,它的艙門必須具有良好的密封性,為了檢驗(yàn)飛船艙門的密封性能,科研人員采用了如下的方法:將待檢驗(yàn)的飛船艙體M置于一個(gè)集氣空腔N中,先向艙體M充入壓強(qiáng)為1.0×10
5Pa的空氣,再把集氣空腔N抽成真空,若艙門漏氣,一段時(shí)間后便會(huì)有氣體從艙體M進(jìn)入集氣空腔N中,科研人員設(shè)計(jì)了如圖乙所示電路,利用R
M、R
N兩個(gè)完全相同的壓敏電阻來(lái)測(cè)量艙體M和集氣空腔N中的壓強(qiáng)。已知艙體M的容積為V,集氣空腔N真空部分的容積為4V,飛船艙門的面積是0.6m
2,不計(jì)艙體M器壁的體積,整個(gè)過(guò)程溫度不變,電路中R
0的阻值為20Ω,電源電壓為12V,壓敏電阻R
M、R
N的阻值隨氣體壓強(qiáng)變化的關(guān)系如表所示。
壓敏電阻受到的氣壓(×105Pa) |
0 |
0.1 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.5 |
0.6 |
0.7 |
0.8 |
0.9 |
1.0 |
壓敏電阻對(duì)應(yīng)的電阻值(Ω) |
100 |
80 |
60 |
44 |
30 |
25 |
20 |
16 |
12 |
10 |
8 |
(1)神舟飛船的兩側(cè)各設(shè)置了一個(gè)黑色、寬大的太陽(yáng)能電池板,它可以將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為
電
電
能。
(2)圖乙中,當(dāng)開(kāi)關(guān)S與b相連,若艙體M漏氣,則電壓表的示數(shù)將
變大
變大
(選填“變大”或“變小”)。當(dāng)開(kāi)關(guān)S與a相連,若電壓表V
2的示數(shù)為4.8V,則該時(shí)刻艙體M的氣壓為
4×104
4×104
Pa。
(3)實(shí)驗(yàn)表明,一定質(zhì)量的氣體在溫度不變時(shí),壓強(qiáng)隨體積的變化如圖丙所示。若空氣從艙體M中逸出,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,M、N中的壓強(qiáng)相等,開(kāi)關(guān)S接在b處,則此時(shí)通過(guò)R
0的電流是
0.15
0.15
A。
(4)在檢驗(yàn)過(guò)程中的某時(shí)刻,開(kāi)關(guān)接a時(shí)壓敏電阻R
M兩端電壓為U
M,R
M的功率為P
M,開(kāi)關(guān)接b時(shí)壓敏電阻R
N兩端電壓為U
N,R
N的功率為P
N。若U
M:U
N=1:2,且P
M:P
N=5:4,則此時(shí)艙門內(nèi)外受到的壓力差為
3.6×104
3.6×104
N。