小科通過查閱資料了解到,航天科研人員采用如下方法檢驗“天宮二號”艙體的氣密性。將待檢驗的艙體M置于一個不漏氣的集氣空腔N中,如圖甲所示,先對艙體M充入壓強為1.0×105Pa的空氣,再把集氣空腔N抽成真空,利用兩個完全相同的壓敏電阻RM、RN來測量艙體M和集氣空腔N中的壓強,壓敏電阻RM、RN的阻值隨氣體壓強變化的關系如表。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16Ω,電源電壓為12V。請回答下列問題:
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) |
50 |
40 |
30 |
22 |
15 |
12 |
10 |
8 |
6 |
5 |
4 |
(1)當開關與b相連,若電壓表示數(shù)變大可判斷艙體M漏氣,請敘述理由。
(2)若艙門不漏氣,且開關S接a時,電路中電流表的示數(shù)是多少?
(3)實驗表明,一定質量的氣體在溫度不變的情況下,壓強隨體積的變化如圖乙所示。若空氣從艙體M中逸出,經(jīng)過一定的時間后,M、N中的壓強相等。若開關S接在b處,求此時整個電路消耗的總功率。
(4)在檢驗過程中的某時刻,開關接a時電壓表的示數(shù)為U
a、壓敏電阻R
M的功率為P
M,開關接b時電壓表的示數(shù)為U
b、壓敏電阻R
N的功率為P
N,若U
a:U
b=2:1,且P
M:P
N=6:5,則此時艙門內外受到的壓力差為多少?