题目内容

【题目】如图1所示是某电子秤的原理图,电流表的量程为0﹣100mA(能显示物体的质量大小),称盘与压杆质量均忽略不计,电源电压恒定,R0=80Ω,如图2所示是压力传感器R的阻值随所受压力F的变化图象.(g取10N/kg)
(1)称量时,质量越大,R的阻值 , 电路中的电流 . (两空均选填“越大”或“越小”)
(2)当称盘中不放物体时,电流表的示数为40mA,则电源电压是多少?
(3)该电子秤能称量的最大质量是多少?
(4)若把定值电阻R0换成定值电阻R1 , 且R1小于R0 , 其他条件不变,该电子秤的称量范围将(选填“变大”、“变小”或“不变”).

【答案】
(1)越小;越大
(2)解:由图2可知,称盘中不放物体时,压力F=0N,传感器的电阻R=220Ω,

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,

所以,电源的电压:U=I(R+R0)=40×10﹣3A×(220Ω+80Ω)=12V


(3)解:当电路中的电流为100mA时,该电子秤能称量的质量最大,

此时电路中的总电阻:

R= = =120Ω,

此时压力传感器的电阻:R′=R﹣R0=120Ω﹣80Ω=40Ω,

由图2可知,R=40Ω时,受到的压力为450N,

由G=mg可得,该电子秤能称量的最大质量:

m= = =45kg


(4)变小
【解析】解:由电路图可知,压力传感器电阻R与定值电阻R0串联,电流表测电路中的电流.(1)称量时,质量越大,物体的重力越大, 因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,压力传感器所受的压力越大,
由图2可知,压力越大时,压力传感器的阻值越小,电路中的总电阻越小,
由I= 可知,电路中的电流越大;(4)电源电压和电路中的最大电流是一定的,根据R= 可知,电路中的最小总电阻是一定的;
当把定值电阻R0换成较小的定值电阻R1后,要保证最小总电阻不变,则压敏电阻R的阻值变大;
压敏电阻R的阻值变大,由图象可知,压敏电阻受到的压力变小,即称量物体的最大重力变小,称量物体的最大质量变小;所以,该电子秤的称量范围将变小.
答:(1)越小;越大;(2)电源电压是12V;(3)该电子秤能称量的最大质量是45kg;(4)变小.
【考点精析】解答此题的关键在于理解欧姆定律及其应用的相关知识,掌握欧姆定律的应用: ① 同一个电阻,阻值不变,与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时,通过的电流也增大.(R=U/I) ② 当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小.(I=U/R) ③ 当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大.(U=IR).

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