Question

9．如圖甲，閉合開關(guān)S，隨著壓力傳感器上重物的重不同，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，圖乙是壓力傳感器上壓力與其電阻關(guān)系圖．電源電壓是24V，g取10N/kg．

（1）重物與壓力傳感器是形狀規(guī)則的長方體，重物完全放在壓力傳感器上時，當(dāng)重物質(zhì)量為60kg，底面積是400cm²時，壓力傳感器上表面積是300cm²，則重物對壓力傳感器的壓強是2×10⁴Pa，此時電壓表示數(shù)為16V時，電流表示數(shù)為0.8A．
（2）電路中電阻R₀的作用是保護電路．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)F=G=mg求出重物對傳感器的壓力，然后確定受力面積，根據(jù)公式p=$\frac{F}{S}$計算重物對壓力傳感器的壓強；
②從圖乙得出此時傳感器的電阻，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點得到傳感器兩端電壓，根據(jù)歐姆定律計算通過傳感器的電流，即為電流表的示數(shù)；
（2）分析圖乙可知，壓力增大時傳感器的電阻減小，電路中電流將增大，會燒壞電表，從電路的安全性來考慮R₀的作用．

解答 解：（1）重物完全放在壓力傳感器上時，重物對傳感器的壓力：
F=G=mg=60kg×10N/kg=600N；
重物與傳感器相互接觸的面積為受力面積，則受力面積S=300cm²，
所以，重物對壓力傳感器的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{600N}{300×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=2×10⁴pa；
由于此時傳感器受到的壓力為600N，由圖乙可知，此時傳感器的電阻R=10Ω，
由電路圖可知，定值電阻R₀與壓力傳感器串聯(lián)，電壓表測R₀兩端的電壓，電流表測量電路中的電流；
根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可得，此時傳感器兩端電壓：
U_傳=U-U₀=24V-16V=8V；
則通過傳感器的電流：
I_傳=$\frac{{U}_{傳}}{R}$=$\frac{8V}{10Ω}$=0.8A；
串聯(lián)電路電流處處相等，所以此時電流表示數(shù)為0.8A．
（2）由圖乙可知，當(dāng)壓力增大時，傳感器的電阻減小，電路中電流將增大，會燒壞電表；當(dāng)R₀串聯(lián)接入電路時，總電阻將增大，減小了電路中的電流，各電表不會損壞；所以R₀的作用是保護電路．
故答案為：（1）2×10⁴；0.8；（2）保護電路．

點評 本題主要考查了壓力、壓強、串聯(lián)電路的特點、歐姆定律等知識；分析電路圖并根據(jù)圖象找出壓力與電阻的對應(yīng)關(guān)系是解題的關(guān)鍵之一．