Question

11．如圖甲是一種小地磅的原理圖，其中R₀為定值電阻，R是壓力傳感器，質(zhì)量不同的物體放到托盤上，對壓力傳感器的壓力不同，已知該電路的電源電壓是6V，R₀的阻值是100Ω，壓力傳感器的阻值隨著所受壓力變化的關(guān)系如圖乙所示，（g取10N/kg）求：

（1）當(dāng)托板上不放物體時，壓力傳感器的電功率是多大？
（2）放上50kg物體的刻度位置標(biāo)在電壓表盤多少伏的刻度線上？

Answer 1

分析 （1）由電路圖可知，R₀、R串聯(lián)，電壓表測R₀兩端的電壓，根據(jù)圖象讀出當(dāng)托板上不放物體時R的阻值，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，根據(jù)P=I²R求出壓力傳感器的電功率；
（2）先根據(jù)F=G=mg求出物體對壓力傳感器的壓力，根據(jù)圖象讀出R的阻值，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，利用歐姆定律求出電壓表的示數(shù)．

解答 解：（1）由圖象可知，當(dāng)托板上不放物體時，R=300Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中的電流：
I=$\frac{U}{R+{R}_{0}}$=$\frac{6V}{300Ω+100Ω}$=0.015A，
壓力傳感器的電功率：
P_R=I²R=（0.015A）²×300Ω=0.0675W；
（2）物體對壓力傳感器的壓力：
F₁=G=mg=25kg×10N/kg=250N，
由圖象可知，此時壓力傳感器的電阻R′=400Ω，
此時電路中的電流：
I′=$\frac{U}{R′+{R}_{0}}$=$\frac{6V}{400Ω+100Ω}$=0.012A，
電壓表的示數(shù)：
U₀=I′R₀=0.012A×100Ω=1.2V．
答：（1）當(dāng)托板上不放物體時，壓力傳感器的電功率是0.0675W
（2）放上50kg物體的刻度位置標(biāo)在電壓表盤1.2伏的刻度線上．

點(diǎn)評 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的靈活運(yùn)用，關(guān)鍵是根據(jù)圖象讀出壓力對應(yīng)壓敏電阻的阻值．