Question

【題目】測(cè)量壓力大小的壓力傳感器，工作原理如圖所示， M，N間有彈簧和可收縮的導(dǎo)線(它們電阻大小不計(jì))，彈簧上端連接滑片，電源電壓恒為12V，已知壓力F的大小與R1的阻值大小成正比例關(guān)系。閉合開(kāi)關(guān)S，壓力F0=0時(shí)，滑片P在最上端；壓力F=1N時(shí)，電流表示數(shù)為1A，電壓示數(shù)為3V;當(dāng)滑片P滑至最下端時(shí)，電壓表示數(shù)為7.5V，求

（1）定值電阻R1的大��；

（2）壓力F1與R2阻值之比k

（3）當(dāng)滑片P滑至最下端時(shí)，壓力F2的大小

Answer 1

【答案】(1) 9Ω；(2)N/Ω；(3)5N

【解析】

(1)由圖可知，R1、R2串聯(lián)，電壓表測(cè)R2兩端電壓，電流表測(cè)電路中電流，

當(dāng)F1=1N時(shí)，電流表示數(shù)為1A，電壓表示數(shù)為3V，由串聯(lián)電路特點(diǎn)可知，此時(shí)：

U1=UU2=12V3V=9V，

并且：

I1=I2=1A，

由歐姆定律可得，R1的阻值：

R1===9Ω；

(2)此時(shí)R2連入電路的阻值：

R2===3Ω，

所以壓力F1與R2阻值之比：

k== =N/Ω，

(3)當(dāng)滑片P滑至最下端時(shí)，變阻器連入阻值最大，電壓表示數(shù)為7.5V，

此時(shí)電路中電流：

I′=I2'=I1'== =0.5A，

所以R2的最大值：

R2最大===15Ω，

因?yàn)閴毫?/span>F的大小與R2的阻值大小成正比例關(guān)系，即：F=kR2，

所以壓力：

F2=N/Ω×R2最大=N/Ω×15Ω=5N。

答：(1)定值電阻R1的大小為9Ω；

(2)壓力F1與R2阻值之比為N/Ω；

(3)當(dāng)滑片P滑至最下端時(shí)，壓力F2的大小為5N。