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神舟號神舟系列為載人航天飛船,如圖甲所示是長征火箭將神舟十三號載人飛船發(fā)射升空的場景,中國載人航天技術的自主發(fā)展,向世界展示了民族創(chuàng)新能力的提高和國家綜合實力的提升。
載人飛船在太空中飛行時,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:將待檢驗的飛船艙體M置于一個集氣空腔N中,先向艙體M充入壓強為1.0×105Pa的空氣,再把集氣空腔N抽成真空,若艙門漏氣,一段時間后便會有氣體從艙體M進入集氣空腔N中,科研人員設計了如圖乙所示電路,利用RM、RN兩個完全相同的壓敏電阻來測量艙體M和集氣空腔N中的壓強。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0.6m2,不計艙體M器壁的體積,整個過程溫度不變,電路中R0的阻值為20Ω,電源電壓為12V,壓敏電阻RM、RN的阻值隨氣體壓強變化的關系如表所示。
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 |
壓敏電阻對應的電阻值(Ω) |
100 |
80 |
60 |
44 |
30 |
25 |
20 |
16 |
12 |
10 |
8 |
(1)神舟飛船的兩側各設置了一個黑色、寬大的太陽能電池板,它可以將太陽能轉化為
電
電
能。
(2)圖乙中,當開關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”)。當開關S與a相連,若電壓表V
2的示數(shù)為4.8V,則該時刻艙體M的氣壓為
4×104
4×104
Pa。
(3)實驗表明,一定質(zhì)量的氣體在溫度不變時,壓強隨體積的變化如圖丙所示。若空氣從艙體M中逸出,經(jīng)過一段時間后,M、N中的壓強相等,開關S接在b處,則此時通過R
0的電流是
0.15
0.15
A。
(4)在檢驗過程中的某時刻,開關接a時壓敏電阻R
M兩端電壓為U
M,R
M的功率為P
M,開關接b時壓敏電阻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,則此時艙門內(nèi)外受到的壓力差為
3.6×104
3.6×104
N。