Question

如圖甲是利用壓敏電阻的特性來(lái)測(cè)算壓力大小的電路裝置，其枸造有托盤、壓力傳感器R，電流計(jì)G（量程600mA），托盤質(zhì)量忽略不計(jì)．

（1）該壓敏電阻隨壓力的變化關(guān)系式為：R=100-20F（F和R的單位分別是N和Ω），當(dāng)不稱重時(shí)，電路的電阻是______Ω，此時(shí)電流計(jì)示數(shù)是60mA，則電源電壓為______V；
（2）某次測(cè)量一物體，電流計(jì)示數(shù)為500mA，可知該物體對(duì)托盤的壓力是______N，已知該物體與托盤的接觸面積為4cm²，它對(duì)托盤的壓強(qiáng)是______Pa；
（3）在電路中串聯(lián)定值電阻可以起到保護(hù)電路的作用，如圖乙．當(dāng)電阻R′接入后，該裝置所測(cè)的壓力范圍將______（填“變大“、“變小“或“不變“）．

Answer 1

【答案】分析：（1）從圖可知，壓力傳感器R和電流計(jì)G串聯(lián)．在水平面上壓力和重力相等，當(dāng)不稱重時(shí)，物體對(duì)托盤的壓力等于重力也就是為0，從而可以根據(jù)壓敏電阻隨壓力的變化關(guān)系式R=100-20F計(jì)算出電流知道電阻．又知道電路中電流，可利用公式U=IR計(jì)算出電源電壓．
（2）知道此時(shí)電路中的電流，可利用公式R=計(jì)算出壓力傳感器R的電阻，再利用壓敏電阻隨壓力的變化關(guān)系式R=100-20F計(jì)算出物體對(duì)托盤的壓力．又知道物體與托盤的接觸面積，可利用公式P=計(jì)算出它對(duì)托盤的壓強(qiáng)．
（3）當(dāng)電路中接入電阻Rˊ后，可利用串聯(lián)電路電阻的特點(diǎn)，判斷出電路中電阻的變化，再利用公式I=判斷出電路中電流的變化，從而可以判斷出該裝置所測(cè)的壓力范圍的變化．
解答：解：
（1）∵不稱重時(shí)，F(xiàn)=G=0N，
而壓敏電阻隨壓力的變化關(guān)系式為：R=100-20F，
∴壓力傳感器R的阻值（即電路的電阻）為：R=100-20F=100-20×0N=100Ω．
而I=60mA=0.06A，
∴電源電壓為：U=IR=0.06A×100Ω=6V．
（2）∵I′=500mA=0.5A，
∴此時(shí)壓力傳感器R的阻值為：R===12Ω，
又∵壓敏電阻隨壓力的變化關(guān)系式為：R=100-20F，
即12=100-20F，
∴該物體對(duì)托盤的壓力為：20F′=100-12=88，即F′=4.4N．
而S=4cm²=4×10^-4m²，
∴物體對(duì)托盤的壓強(qiáng)為：P===1.1×10⁴Pa．
（3）當(dāng)電路中接入電阻Rˊ后，壓力傳感器R和電阻Rˊ串聯(lián)，則電路中的總電阻變大，
由公式I=可知電路中的電流變小，從而可知，該裝置所測(cè)的壓力范圍的變大．
故答案為：（1）100；6．
（2）4.4；.1×10⁴．
（3）變大．
點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)圖象的分析能力，串聯(lián)電路電流和電阻特點(diǎn)的掌握，以及對(duì)壓強(qiáng)公式理解和應(yīng)用，同時(shí)會(huì)靈活運(yùn)用歐姆定律分析實(shí)際解答問題．