Question

【題目】圖甲為某型號電子秤，其原理結構如圖乙所示，R0為定值電阻，阻值為50Ω，R是壓敏電阻，其阻值隨所受壓力F變化的關系如圖丙所示。改寫電壓表(量程為 3V)的表盤數值后可直接讀出所稱量 物體的質量，設踏板的質量為5kg，電源電壓保持9V不變。(g=10N/kg)

（1）由圖丙可知，R的阻值隨著壓力的增大而_______；(選填“增大”或“減小”)

（2）空載時，求R的阻值_________

（3）該電子秤的最大量程 __________

（4）如果保持電子秤結構和電壓表量程不變，只在電路用一個電阻來替換R0，使電子秤的量程變?yōu)?/span>110kg，計算說明應將R0更換成多大的電阻__________？

Answer 1

【答案】減小 240Ω 70kg 10Ω

【解析】

(1)[1]由圖丙可知，壓力越大，電阻的阻值越小，所以R的阻值隨著壓力的增大而減��；

(2)[2]踏板的重力為：

G=mg=5kg×10N/kg=50N，

即空載時的壓力，由丙圖可知，此時壓敏電阻的阻值R=240Ω；

(3)[3]電子秤的質量最大時，對壓敏電阻的壓力最大，其電阻最小，由分壓原理，壓敏電阻的電壓最小，根據串聯電路電壓的規(guī)律，電壓表示數最大，此時定值電阻兩端的電壓為3V，此時電路中的電流：

I==A，

根據串聯電路電壓的規(guī)律，壓敏電阻兩端的電壓：

UR=U-U0=9V-3V=6V，

壓敏電阻的阻值：

R′= =100Ω，

由丙圖可知，此時壓敏電阻受到的壓力為750N，該電子秤的量程：

mmax==70kg；

(4)[4]當電子稱的量程變?yōu)?/span>110kg時，

G″=m′g=110kg×10N/kg=1100N，

壓敏電阻受到的壓力為

1100N+50N=1150N，

由圖丙可知壓敏電阻R″=20Ω，壓敏電阻的電壓為6V，由歐姆定律，電路中的電流為：

I′==0.3A，

由歐姆定律，此時電路中的總電阻：

R總==30Ω，

由于串聯電路中的總電阻等于各分電阻之和，所以

R加=R總-R″=30Ω-20Ω=10Ω。