(2013?臺(tái)州)有一種電子秤的原理如圖,它主要由三部分構(gòu)成:踏板和壓力杠桿ABO,壓力傳感器R(電阻值會(huì)隨所受壓力大小發(fā)生變化的可變電阻),顯示重力大小的儀表(實(shí)質(zhì)是電流表).其中AO長20厘米,BO長5厘米,壓力傳感器R的阻值與所受壓力的關(guān)系如下表所示.
壓力F/牛 0 50 100 150 200 250 300
電阻R/歐 30 27 24 21 18 15 12
踏板和杠桿組件的質(zhì)量可以忽略不計(jì),電源電壓為6伏.
(1)重300牛的學(xué)生站在踏板上時(shí),雙腳與踏板的接觸面積為0.04米2,此時(shí)對踏板的壓強(qiáng)為多少帕?
(2)電子秤開機(jī)后,沒有秤量物體時(shí)壓力傳感器R消耗的電功率為多少瓦?
(3)當(dāng)重300牛的學(xué)生站在踏板上時(shí),通過壓力傳感器R的電流為
0.24
0.24
安.(答案保留兩位小數(shù))
(4)電子秤的電池使用較長時(shí)間后,電源電壓會(huì)降低,為了保證秤量準(zhǔn)確,則踏板觸點(diǎn)B應(yīng)向
左或A
左或A
方向移動(dòng).
分析:(1)學(xué)生對踏板的壓力和自身的重力相等,根據(jù)壓強(qiáng)公式求出此時(shí)對踏板的壓強(qiáng);
(2)沒有秤量物體時(shí),壓力傳感器受到的壓力為0,由表格數(shù)據(jù)可知壓力傳感器的電阻,根據(jù)P=
U2
R
求出R消耗的電功率;
(3)當(dāng)重300牛的學(xué)生站在踏板上時(shí),根據(jù)杠桿的平衡條件求出壓力傳感器受到的壓力,由表格數(shù)據(jù)可知,當(dāng)壓力增大50N時(shí)壓力傳感器的電阻減小3N,據(jù)此求互此時(shí)對應(yīng)的電阻,利用歐姆定律求出通過壓力傳感器R的電流;
(4)電子秤的電池使用較長時(shí)間后,電源電壓會(huì)降低,會(huì)造成電路中的電流變小,根據(jù)歐姆定律可知,壓力傳感器的電阻變大,要想減小壓力傳感器的電阻,應(yīng)增大壓力,根據(jù)杠桿的平衡條件判斷踏板觸點(diǎn)移動(dòng)的方向.
解答:解:(1)學(xué)生對踏板的壓力:
F=G=300N,
對踏板的壓強(qiáng):
p=
F
S
=
300N
0.04m2
=7500Pa;
(2)沒有秤量物體時(shí),壓力傳感器受到的壓力為0,由表格數(shù)據(jù)可知壓力傳感器的電阻R=30Ω,
壓力傳感器R消耗的電功率:
P=
U2
R
=
(6V)2
30Ω
=1.2W;
(3)當(dāng)重300牛的學(xué)生站在踏板上時(shí),
由杠桿平衡條件得:F×AO=F′×BO,
F=
BO
AO
F′=
BO
AO
G′=
5cm
20cm
×300N=75N,
由表格數(shù)據(jù)可知,當(dāng)壓力增大50N時(shí)壓力傳感器的電阻減小3N,
∴75N時(shí)壓力傳感器的電阻等于27Ω減去3Ω的一半,即R′=27Ω-
3
2
Ω=25.5Ω,
根據(jù)歐姆定律可得,此時(shí)通過壓力傳感器R的電流:
I=
U
R′
=
6V
25.5Ω
≈0.24A;
(4)電子秤的電池使用較長時(shí)間后,電源電壓會(huì)降低,會(huì)造成電路中的電流變小,
根據(jù)歐姆定律可知,壓力傳感器的電阻變大,要想減小壓力傳感器的電阻,應(yīng)增大壓力,
根據(jù)杠桿平衡條件可知,應(yīng)把踏板觸點(diǎn)B向左或A方向移動(dòng).
答:(1)此時(shí)對踏板的壓強(qiáng)為7500帕;
(2)電子秤開機(jī)后,沒有秤量物體時(shí)壓力傳感器R消耗的電功率為1.2瓦;
(3)0.24;
(4)左或A.
點(diǎn)評:本題中主要考查了壓強(qiáng)和電功率的計(jì)算、歐姆定律的應(yīng)用、杠桿平衡條件的應(yīng)用等,具有一定的綜合性,理解這一裝置的工作原理,是解決此題的前提,對我們分析題意的能力要求較高.
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(2013?臺(tái)州)在“測定導(dǎo)體電阻”的實(shí)驗(yàn)中,電源使用二節(jié)新干電池,被測電阻的阻值約為5歐,滑動(dòng)變阻器的規(guī)格是“10Ω  1.5A”.

(1)圖甲是沒有連接完整的實(shí)驗(yàn)電路,請你用筆畫線代替導(dǎo)線,將電路連接完整;
(2)某次實(shí)驗(yàn)中,電壓表的示數(shù)如圖乙所示,讀數(shù)為
1.5
1.5
伏;
(3)電路連接正確,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表所示,其中一組數(shù)據(jù)有拼湊的嫌疑,請指出并說明判斷依據(jù)
第1次實(shí)驗(yàn)的電壓不可能低至0.6V或第1次實(shí)驗(yàn)的電流不可能低至0.12A
第1次實(shí)驗(yàn)的電壓不可能低至0.6V或第1次實(shí)驗(yàn)的電流不可能低至0.12A

實(shí)驗(yàn)序號(hào) 1 2 3 4
電壓/伏 0.6 1.2 1.8 2.4
電流/安 0.12 0.24 0.36 0.48

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