Question

如圖甲所示是一種電子稱的原理示意圖．圖中R是壓力傳感器（其阻值隨所受壓力變化的圖象如圖乙所示），重量不同的物體放在托盤里，通過壓桿對R施加的壓力不同，R的阻值和電壓表的讀數(shù)就發(fā)生對應(yīng)改變，電壓表的讀數(shù)就可表示出物體的重量大�。�已知電阻R₀=60Ω，R能承受的最大壓力為400N．若托盤和壓桿的質(zhì)量可以忽略不計，電源電壓9V恒定不變．
求：（1）當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V時托盤中所放物體的質(zhì)量是多少kg？
　 （2）滿載（R受最大壓力時）R₀所消耗的電功率是多少W？

Answer 1

解：（1）當(dāng)電壓表示數(shù)為3V時，電路中電流I₁===0.05A，
壓力傳感器兩端的電壓U_R=U-U₁=9V-3V=6V，
壓力傳感器的電阻R===120Ω，
由圖象可知壓力傳感器受到的壓力F=300N，即托盤上物體的重力為300N，
所以質(zhì)量m===30kg．
（2）托盤滿載（R受最大壓力時），由圖象可知：傳感器承受壓力最大為400N，R=60Ω，
∵這時兩電阻串聯(lián)并且電阻值相等，
∴U_R=U₀=U=×9V=4.5V，
∴P₀===0.3375W．
答：（1）當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V時托盤中所放物體的質(zhì)量是30kg；
（2）滿載（R受最大壓力時）R₀所消耗的電功率是0.3375W．
分析：（1）根據(jù)歐姆定律先求出當(dāng)電壓表示數(shù)為3V時電路中的電流，壓力傳感器兩端的電壓等于電源電壓減去電阻R₀兩端的電壓，從而求出壓力傳感器的電阻，根據(jù)圖象可知壓力傳感器受到的壓力，從而知道托盤中所放物體的質(zhì)量．
（2）由圖象托盤滿載時，壓力傳感器能承受的最大壓力為400N時，R=60Ω，求出R₀所消耗的電功率．
點評：本題考查串聯(lián)電路的特點及電阻、電壓、重力、質(zhì)量等的計算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運用，注意分析電路的連接，能從題目所給信息中找到有用的數(shù)據(jù)，要學(xué)會分析圖象．