题目内容

【题目】在公园有一种测量瞬间打击力的游戏机,其原理示意图如图(a)所示,游人手戴拳击手套,击打可水平移动的A装置,A通过压杆与压力传感器接触,压力传感器的电阻值R会随所受压力大小发生变化.电压表的示数可反映出打击力的大小.已知电阻R0=120Ω,压力传感器表面能承受的最大压力为4 000N.压力传感器的电阻值随所受压力变化的图象如图(b)所示.若在某次游戏过程中,游人用2000N的力击中装置A,此时电压表的示数为l.5V.设电源电压恒定不变.

(1)电源电压是多少?
(2)当装置A不受打击力作用时,电压表的示数是多少?

【答案】
(1)解:由电路图可知,电阻R与R0串联,电压表测量R0两端的电压,

根据欧姆定律可得,电路中的电流:

I= = =0.0125A;

从图象上可以看出当压力为2000N时,对应的电阻为R=360Ω,

电阻R两端的电压:

UR=IR=0.0125A×360Ω=4.5V,

∵串联电路中各处的电流相等,

∴电源电压:

U=U0+UR=1.5V+4.5V=6V


(2)解:由图象可知,不受打击力时电阻R′=600Ω,

∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,

∴此时电路中的电流:

I1′= = = A;

此时电压表的示数:

U0′=I1R0= A×120Ω=1V


【解析】(1)由电路图可知,电阻R与R0串联,电压表测量R0两端的电压;根据欧姆定律可求电路电流,再利用公式U=IR求出电阻R两端的电压;进一步求出电源电压;(2)根据欧姆定律先求出不受打击力作用时电路电流;再利用公式U=IR求出R0两端的电压,也就是电压表的示数.
【考点精析】掌握欧姆定律及其应用和电阻的串联是解答本题的根本,需要知道欧姆定律的应用: 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);电阻的串联有以下几个特点:(指R1,R2串联) 1、电流:I=I1=I2(串联电路中各处的电流相等) 2、电压:U=U1+U2(总电压等于各处电压之和) 3、 电阻:R=R1+R2(总电阻等于各电阻之和)如果n个阻值相同的电阻串联,则有R总=nR 4、分压作用:U1:U2=R1:R2

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