Question

小華同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量壓力的壓力計(jì)，如圖甲是其原理示意圖，杠桿ABO可繞0點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，R為壓力傳感器，當(dāng)壓力作用在托盤(pán)上，R的電阻值就會(huì)隨所受壓力大小發(fā)生變化，電壓表用來(lái)顯示壓力的大�。�已知OA：OB=3：1，壓力傳感器R的電阻值隨所受壓力變化的圖象如圖乙所示．電源電壓3V恒定不變，托盤(pán)和杠桿組件的質(zhì)量忽略不計(jì)．求：
（1） 當(dāng)托盤(pán)受到的壓力為0時(shí)，電壓表的示數(shù)0.75V，求R兩端的電壓及定值電阻R大小？
（2） 當(dāng)托盤(pán)上受到的壓力是300N時(shí)，壓桿對(duì)壓力傳感器的壓力是多少？此時(shí)電壓表的示數(shù)是多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）從圖象可知，壓力為0時(shí)，R的阻值為300Ω，電阻R與R串聯(lián)，電壓表測(cè)量電阻R兩端的電壓，減去電源電壓電阻R兩端的電壓就等于電阻R兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電流，再進(jìn)一步求出定值電阻R大�。�
（2）根據(jù)杠桿的平衡條件，求出壓桿對(duì)壓力傳感器的壓力，根據(jù)圖象分析出此時(shí)R的阻值，再根據(jù)歐姆定律求出電路的總電流，進(jìn)一步求出R兩端的電壓，也就是電壓表的示數(shù)．
解答：解：（1）∵F=0N時(shí)：R=300Ω，電壓表示數(shù)U₁=0.75V，
∴電阻R兩端的電壓U_R=U-U₁=3V-0.75V=2.25V．
所以電路電流為I===0.0075A，
所以電阻R===100Ω．
答：R兩端的電壓為2.25V，定值電阻R大小為100Ω．
（2）∵F_AOA=F_BOB
∴F_A=F_B．=300N×=100N，
∴從圖象可知R₁=200Ω，
又R_總=R+R₁=100Ω+200Ω=300Ω，
∴電路總電流I_總===10^-2A，
則此時(shí)電壓表的示數(shù)：U₂=I_總R=10^-2A×100Ω=1V．
答：電壓表的示數(shù)為1V．
點(diǎn)評(píng)：本題考查電壓、電阻、電流的計(jì)算，關(guān)鍵是歐姆定律公式及其變形的靈活運(yùn)用，要知道串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和杠桿的平衡條件，還要學(xué)會(huì)正確分析圖象．