Question

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(zhǎng)20 厘米，BO 長(zhǎng)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(duì)踏板的壓強(qiáng)為多少帕？
(2)電子秤開(kāi)機(jī)后，沒(méi)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(guò)壓力傳感器R 的電流為_(kāi)_______________ 安。（答案保留兩位小數(shù)）
(4)電子秤的電池使用較長(zhǎng)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________________ 方向移動(dòng)。

Answer 1

（17.5×10³Pa  (2)1.2W  (3) 0.24A  (4)左或A

（1）根據(jù)壓強(qiáng)的公式得p== 7.5×10³Pa
(2)查表可得，沒(méi)有秤量物體時(shí)，壓力傳感器上的壓力為零，則其電阻為30Ω；
傳感器R 消耗的電功率P==1.2W；
(3)當(dāng)重300牛的學(xué)生站在踏板上時(shí)，壓力傳感器上產(chǎn)生的壓力F==75N，
查表得，壓力與電阻的關(guān)系成線(xiàn)性關(guān)系，其電阻為25.5Ω；故電路中的電流為I=≈0.24A；
(4)左或A。
（1）欲計(jì)算壓強(qiáng)，已知壓力和受力面積，用公式直接計(jì)算即可；（2）先求出當(dāng)不加重物時(shí)，即壓力傳感器的力為零時(shí)電阻的大小，電源電壓加在其電阻上，即可求出它的電功率；（3）先利用杠桿的平衡求出當(dāng)重300N的力作用在B點(diǎn)時(shí)A點(diǎn)對(duì)傳感器的力，再查出對(duì)應(yīng)的電阻，由于這個(gè)力并沒(méi)有對(duì)應(yīng)的電阻值，我們還需要對(duì)電阻值進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算，由于觀察可知，壓力每增加50N，其電阻就要減小3Ω，故可判斷出當(dāng)壓力為75N時(shí)對(duì)應(yīng)的電阻為25.5Ω，然后再計(jì)算電路中的電流；（4）由于電源電壓降低，會(huì)使傳感器上的電流比正常要偏小，欲使電流增大，就要減小傳感器的電阻，通過(guò)表格可知，就要增加壓力，想在同樣重物的條件下A點(diǎn)的壓力增大，則B點(diǎn)應(yīng)該向左移動(dòng)，以增大阻力臂。