题目内容

小伟在科技活动中接触到一种叫“压力传感器”的电学元件,发现它实际上是一种阻值会随所受压力大小发生变化的电阻.经过查询资料,他设计了一种简易的电子秤,其原理如图所示.所用压力传感器面积为5×10-42,电源电压为24伏,容器的质量为1千克,容器的底面积为400×10-42,压力传感器电阻与所受压力的关系如表所示.
压力F(牛)4998147196245294
电阻R(欧)500380300245200170150
求:(1)容器内盛有5千克水时,这些水的体积为多少?
(2)当容器与水的总重为100牛时,容器对压力传感器R的压强是多大?
(3)当电流表示数为0.12安时,容器内水的质量为多少千克?

【答案】分析:(1)用水的质量除以水的密度就是水的体积.
(2)容器对传感器的压力就等于容器和水的总重力,压力除以受力面积即传感器的上表面积,就是压强.
(3)根据电流和电压求出电阻.对照表格找出这个电阻对应的压力,压力等于容器和水的总重力,除以g求出总质量,减去容器的质量,就是水的质量.
解答:解:(1)水的体积
(2)容器对压力传感器R的压强P=
(3)当电流表示数为0.12安时,压力传感器的电阻
由图表可知,电阻为200Ω时,传感器受到的压力F′=196N
容器和水的总重力G′=F′=196N
容器和水的总质量
容器内水的质量m′=m′-m=20kg-1kg=19kg
答:(1)水的体积是5×10-3m3
(2)容器对传感器的压强是2×105Pa;
(3)当电流表示数为0.12安时,容器内水的质量为19kg.
点评:此题是一道学科综合题,考查了体积、压强、电阻、质量的计算.
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