Question

【题目】小丽设计了一个防踩踏模拟报警装置，工作原理如图甲所示：ABO 为一水平杠杆，O 为支点，OA：OB=5：1，当水平踏板所受压力增大，电压表示数达到 6V 时，报警器 R0开始发出报警信号。已知电路中电源电压为 8V，R0 的阻值恒为 15Ω，压力传感器 R 固定放置，其阻值随所受压力 F 变化的关系如图乙所示，踏板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。试问：

(1)由图乙可知，压力传感器 R 的阻值随压力 F 的增大而______；

(2)当踏板空载时，闭合开关，电压表的示数为多少______？

(3)当报警器开始报警时，踏板设定的最大压力值为多少______？

(4)若电源电压略有降低，为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警，则踏板触点 B应向______（选填“左”或“右”）移动。

Answer 1

【答案】减小 3V 40N 左

【解析】

(1)[1]由图乙可知，压力传感器R的阻值随压力F的增大而减小。

(2)[2]当踏板空载时，闭合开关，压力传感器R与报警器R0串联，电压表测量报警器R0两端电压，此时电路电流为

电压表的示数为

(3)[3]当报警器开始报警时，电压表示数达到6V时，则电路电流为

则此时压力传感器R的电阻为

根据图表可知此时水平杠杆A端的压力为8N，由杠杆平衡条件

则踏板设定的最大压力值为

(4)[4]若电源电压略有降低，根据串联电路电阻分压特点，则压力传感器R的阻值应减小，则作用在水平杠杆A端的压力应增加，为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警，则踏板触点B应向左移动以增加动力臂。