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如图甲是某电子秤的原理示意图.电压表量程为0~3V(可对应显示质量大小).已知电阻R

时间:2023-04-22 07:48:43

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如图甲是某电子秤的原理示意图.电压表量程为0~3V(可对应显示质量大小).已知电阻R

问题补充:

如图甲是某电子秤的原理示意图.电压表量程为0~3V(可对应显示质量大小).已知电阻R0=60Ω.压力传感器R的阻值随所受压力变化的图象如图乙所示,压力传感器表面能承受的最大压强为2×106Pa,压杆与压力传感器的接触面积是2cm2.设托盘和压杆的质量可以忽略不计,电源电压恒定不变.试求:

(1)该压力传感器能承受的最大压力;

(2)若要求传感器受到最大压力时,电压表的示数达到最大值,则电源电压是多大?

(3)通过计算判断电子秤的刻度是否均匀.

答案:

解:(1)F=PS=2×106Pa×2×10-4m2=400N

答:该压力传感器能承受的最大压力为400N.

(2)I=

R总=R0+R=60Ω+60Ω=120Ω

U=IR总=0.05A×120Ω=6V

答:电源电压是6V.

(3)①当m=0kg时,F=mg=0N;

R=300Ω

R总=R0+R=60Ω+300Ω=360Ω

I===A

U0=IR0=A×60Ω=1V;

②当m=10kg时,F=mg=10kg×10N/kg=100N

R=240Ω

R总=R0+R=60Ω+240Ω=300Ω

I=

U0=IR0=0.02A×60Ω=1.2V;

③当m=20kg时,F=mg=20kg×10N/kg=200N

R=180Ω

R总=R0+R=60Ω+180Ω=240Ω

I=

U0=IR0=0.025A×60Ω=1.5V;

分析三次计算的数据可知电压表示数和所测质量不成正比,所以电子秤的刻度是不均匀的.

解析分析:(1)根据压强公式可计算压力传感器能承受的最大压力.

(2)电阻R和串联在电路中,传感器受到最大压力时,电压表的示数为3V,根据欧姆定律可计算电路电流,结合串联电路电流和电阻特点可计算电源电压是多大.

(3)分别计算不同质量时电压表的示数,分析所得数据是否成比例判断电子秤的刻度是否均匀.

点评:本题考查学生对串联电路电流和电阻特点的掌握,同时结合欧姆定律分析实际问题得出正确结论,要学会灵活运用欧姆定律.

如图甲是某电子秤的原理示意图.电压表量程为0~3V(可对应显示质量大小).已知电阻R0=60Ω.压力传感器R的阻值随所受压力变化的图象如图乙所示 压力传感器表面能承受

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