Question

(8分)小明设计了一个测量物体质量的“托盘秤”，图甲是其原理示意图，其中托盘上放置物体，压力传感器R的电阻值会随所受压力大小发生变化，杠杆ABO可绕0点转动，电压表的量程为O～3V(可显示质量大小)。已知OB：BA=1：2，电阻R₀=100?。压力传感器R表面能承受的最大压力为400N，该压力传感器能承受的最大压强为2×10⁶ Pa，压力传感器R的电阻值随所受压力变化的图像如图18-乙所示。电源电压恒定不变，秤达到最大称量时，电压表的示数也达到最大值，托盘和杠杆组件的质量忽略不计。求：

（1）当托盘上没有放物体称量时R的大小；
（2）压杆与压力传感器的接触面积；
（3）托盘秤的最大称量；
（4）当托盘秤达到最大称量时R消耗的功率。

Answer 1

（1）托盘上没放物时F="0" N，从图17-乙可知 R="450" ?-----------1分
（2）S= F/P=400/2×10⁶=0.0002(m²)----------------2分
（3）当传感器受到最大压力F=400N时，秤达到最大称量。
由 OB:BA="1:2 " 得OA:OB=3:1
由杠杆平衡条件得：mg×OB= F×OA
m= F×OA/(g×OB)=400×3/(10×1)=120(kg)------- 2分
（4）从图17-乙可知F=400N时R="50" ?  U_O=3V
I=I_O=U_O/R_O=3/100=0.03(A)
P=I²R=0.03²×50="0.045(w)------" 2分解析:
p;【解析】略