Question

某物理興趣小組探究電子磅秤的工作原理，設計如圖甲所示的電路，主要部件是電流表A和壓力傳感器R₁（相當于電阻值隨受到的壓力大小而變化的可變電阻），壓力傳感器R₁與受到的壓力F的關系如圖乙所示，秤盤與壓杠質(zhì)量均忽略不計．電源電壓U=12V，R₂=18Ω．求：

（1）秤盤上不放重物時壓力傳感器的電阻R₁=30Ω，此時電流表示數(shù)是多少A？R₂消耗的功率是多少W？

（2）電流表示數(shù)為0.5A時，秤盤上物體重為多少N？

 

Answer 1

【答案】

（1）秤盤上不放重物時電流表示數(shù)是0.25A，R₂消耗的功率是1.125W；

（2）電流表示數(shù)為0.5A時，秤盤上物體重為40N．

【解析】

試題分析：（1）由電路圖可知，R₁與R₂串聯(lián)，電流表測電路中的電路，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，利用P=I²R求出R₂消耗的功率；

（2）根據(jù)歐姆定律求出電流表的示數(shù)為0.5A時電路中的總電阻，再根據(jù)電阻的串聯(lián)求出壓力傳感器電阻的阻值，由表格讀出對應受到的壓力，此時物體的壓力和自身的重力相等．

（1）由電路圖可知，R₁與R₂串聯(lián)，電流表測電路中的電路，

∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，

∴根據(jù)歐姆定律可得，秤盤上不放重物時電流表的示數(shù)：

I===0.25A，

R₂消耗的功率：

P₂=I²R₂=（0.25A）²×l8Ω=1.125W；

（2）電流表的示數(shù)為0.5A時電路中的總電阻：

R===24Ω，

壓力傳感器電阻的阻值：

R₁′=R′﹣R₂=24Ω﹣18Ω=6Ω，

由圖可知G=F=40N．

考點：計算題；電路和歐姆定律；電能和電功率

點評：本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用，關鍵是根據(jù)圖象讀出傳感器電阻不同時對應物體的壓力．