Question

4．如圖所示是某電壓測力計的電路原理示意圖，圖中電源電壓為7.5V并保持不變；定值電阻R₀的規(guī)格是“400Ω　15mA”，起保護電路的作用；R是一種新型電子元件，其阻值R隨壓力F變化的關系式是R=300-0.4F；G是由靈敏電流表改裝成的指針式測力顯示器（電阻忽略不計）．該測力計的量程是0～500N，若要增大該測力計的量程，可以增大R₀的阻值，也可以減少電源電壓．（選填“增大”或“減少”）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)串聯(lián)電路特點和歐姆定律計算電路的最大電阻，根據(jù)電阻R和壓力F的關系得出測力計的量程；
（2）由R隨壓力F變化的關系式，若要增大該測力計的量程，應從如何減小R的電阻值上分析解答．

解答 解：
（1）由圖定值電阻R₀、R串聯(lián)，靈敏電流表串聯(lián)在電路中，
當電路中電流最大時，電阻最小，R隨壓力F變化的關系式R=300-0.4F，即：F=$\frac{300-R}{0.4}$此時壓力最大，
由R₀的規(guī)格是“400Ω　15mA”知電路中電流最大15mA=0.015A，
此時：R_總=$\frac{U}{I}$$\frac{7.5V}{0.015A}$=500Ω
由串聯(lián)電路的電阻特點可得：R=R_總-R₀=500Ω-400Ω=100Ω
根據(jù)R和F的關系可知：最大壓力即量程：
F=$\frac{300-R}{0.4}$=$\frac{300-100}{0.4}$=500N；
（2）要增大該測力計的量程，由F=$\frac{300-R}{0.4}$知應減小R值，即增大的R₀的阻值，即：更換R₀，增大R₀的阻值；
也可以減小總電阻，從而減小R值，允許通過最大電流一定，所以可換電源，減小電源電壓達到目的．
故答案為：0～500；增大；減小．

點評 本題考查電路的動態(tài)分析與計算，考查了串聯(lián)電路特點和歐姆定律的應用，關鍵是用好R隨壓力F變化的關系式．本題很好的體現(xiàn)了物理與實際生活的結合，是一道好題．