Question

小雯设计了一个测量物体重力的“托盘秤”，如图是原理示意图，其中的托盘用来放置被测物体，OBA是可绕O点转动的杠杆，R₁是压力传感器（其电阻值会随所受压力大小变化而变化，变化关系如下表），R₀为定值电阻,为显示重力大小的仪表（实质是一个量程为0—3V的电压表）。已知OB:OA=1:2，R₀=100Ω，电源电压恒为3V（忽略托盘、杠杆及压杆的重力）。

压力F/N	0	50	100	150	200	250	300
电阻R1/Ω	300	250	200	150	100	50	0

(1)托盘上没放物体时，压力传感器R₁的电阻值是  ______ Ω。
(2)当托盘上放被测物体时，电压表的示数如图所示，则此时压力传感器R₁上的电压是多少？

(3)第(2)题中被测物体的重力是多少？

Answer 1

（1）压力为0时，压力传感器的电阻为300Ω；（2）压力传感器R₁上的电压是1V；（3）被测物体的重力是500N．

（1）由表格知，当压力为0时，压力传感器的电阻R₁=300Ω
（2）电压表量程为0～3V，则最小分度为0.1V，则示数U₀=2V；
由串联电路的电压规律可得：
U₁=U-U₀=3V-2V=1V；
（3）对R₁由欧姆定律可得：
I₁=I₀=U₀/R₀=2V/100Ω=0.02A；
R₁=U₁/I₁=1V/0.02A=50Ω；
查表得：F=250N；
由杠杆的平衡可得：GOB=F_lOA
G=F_lOA/OB=250N×2/1=500N；