Question

【题目】2016年8月20号被称为“世界桥梁建筑史上的奇迹”的张家界玻璃桥试营业了，该玻璃栈桥全透明玻璃铺设,主跨,开业至今,慕名而来的游客络绎不绝,都想亲身体验一把,但也有很多人表示非常担忧,怕会危及游客的生命,为了消除游客的疑虑,张家界景区的工作人员请来专业的玻璃设计师大家进行安全测试:张家界玻璃桥采用新型玻璃,要求每1×10-3m2能承受350N的撞击力,测试时,设计师取一小块玻璃样品(质量可不计),平放在如图甲所示电路中的压力传感器上,闭合开关S,释放重物,经撞击后玻璃仍完好无损,电流表的示数随时间变化的图象如图乙所示(不考虑t0时刻之后的情况)。已知压力传感器的阻值随压力变化的图象如图丙所示:玻璃受到最大撞击力时与重物的接触面积刚好是1×10-3m2；电源电压,定值电阻。则:

（1）从重物开始下落到撞击玻璃样品前这段时间内,电阻两端的电压是多少?

（2）玻璃样品受到的最大撞击力多大?该样品是否满足设计要求?

Answer 1

【答案】（1） 2V （2）400N，满足要求

【解析】

(1)由题知撞击前传感器阻值最大,所以电路中电流最小,由图乙可知电路最小电流 所以从重物开始下落到撞击玻璃样品前这段时间内,电阻两端的电压是：

(2)玻璃样品受到的最大撞击力时,传感器电阻最小,电路中电流最大,由图乙可知最大电流为 此时两端电压

由图甲可知传感器与串联,所以此时传感器两端电压

所以传感器此时的电阻

由图丙可知当传感器电阻为时, 玻璃样品受到的最大撞击力为

所以满足设计要求

答：(1) 从重物开始下落到撞击玻璃样品前这段时间内,电阻两端的电压是；

(2)玻璃样品受到的最大撞击力；

样品满足设计要求。