Question

如圖所示，是小明設(shè)計(jì)的電子秤（g取10N/kg）
（1）已知壓力傳感器與托盤的接觸面積為1×10^-3m²，托盤的質(zhì)量為1kg．電子秤不稱量時(shí)，壓力傳感器受到的壓力和壓強(qiáng)分別是多大？
（2）壓力傳感器R的阻值會(huì)隨壓力的大小發(fā)生變化，它們間的關(guān)系如表所示．

壓力F（N）		50	100	150	200	250
電阻R（Ω）	300	220	165	120	100	90

已知R的阻值為50Ω，電源電壓為30V．當(dāng)電壓表的示數(shù)為10V時(shí)，電流表示數(shù)多大？被測(cè)物體的質(zhì)量有多大？

Answer 1

【答案】分析：（1）電子秤不稱量時(shí)，壓力傳感器受到的壓力等于托盤重（G=mg），知道受力面積可以求壓強(qiáng)；
（2）知道電源電壓、電壓表的示數(shù)（R兩端的電壓）和R的大小，利用歐姆定律和串聯(lián)電路的特點(diǎn)可以求壓力傳感器R的阻值，對(duì)照表中數(shù)據(jù)找出對(duì)應(yīng)的壓力，即可求出被測(cè)物體的質(zhì)量．
解答：解：（1）F=G=mg=1kg×10N/kg=10N，
；
（2）電流表的示數(shù)：
；
壓力傳感器兩端的電壓：
U_R=U-U=30V-10V=20V，
此時(shí)壓力傳感器的阻值：
，
對(duì)照表中數(shù)據(jù)知道：
G′=F′=200N，
由G=mg得：
，
被測(cè)物體質(zhì)量：
m_物=m′-m=20kg-1kg=19kg；
答：（1）壓力傳感器受到的壓力和壓強(qiáng)分別是10N、1×10⁴Pa；
（2）當(dāng)電壓表的示數(shù)為10V時(shí)，電流表示數(shù)為0.2A，被測(cè)物體的質(zhì)量為19kg
點(diǎn)評(píng)：本題考查了重力的計(jì)算、固體壓力和壓強(qiáng)計(jì)算、歐姆定律和串聯(lián)電路的特點(diǎn)以及從提供的表格中得到有用信息，知識(shí)點(diǎn)多，屬于難題．