题目内容
【题目】体感器的可以把力学物理量转化成电学信号,然后通过相互之间的函数关系,直接引用力的大小。测量压力大小的压力传感器,工作原理如图所示,其中M、N均为绝缘材料,M、N间有可收缩的导线(电阻大小不计),弹簧上端和滑动变阻器R2的滑片P固定在一起,电源电压恒为12V,已知压力F的大小与R2的阻值大小成正比例关系。闭合开关S,压力F0=0时,滑片P在最上端;压力F1=1N时,电流表示数为1A,电压示数为3V,当滑片P滑至最下端时,电压表示数为7.5V.求:
(1)定值电阻R1的大小;压力F1与R2阻值之比k;
(2)当滑片P滑至最下端时,压力F2的大小;
【答案】(1)9Ω;N/Ω;(2)5N;
【解析】
(1)由图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测两端电压,电流表测电路中电流,当F1=1N时,电流表示数为1A,电压数为3V
此时定值电阻R1的电压:U1=U-U2=12V-3V=9V
由欧姆定律可得,R1的阻值: ;
此时R2连入电路的电阻阻值:
;
(2)当滑片P滑至最下端时,变阻器连入阻值最大,电压表示数为7.5V,
此时电路中电流: ,
所以R2的最大值:R2最大=
因为压力F的大小与R2的阻值大小成正比,即F=kR2,
所以压力F2=
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