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，刚踏板触电B应向_______（选填“左”或“右”）移动，并简要说明理由_______．

Answer 1

【答案】 减小 3V 40N 左移 总电压降低则分压也降低，要求R0两端电压不变，另一电阻应减小，即压力增加，踏板施加压力不变时，由杠杆原理踏板应往左移增加动力臂长度

【解析】试题分析：（1）如图乙所示，当压力增大时，传感器的电阻值会减小；（2）闭合开关时，压力传感器和报警器串联，由图乙可知当踏板空载时，压力传感器的电阻为R=25Ω，此时电路中的电流I===0.2A，由I=得：报警器两端的电压U0=IR0=0.2A×15Ω=3V，即电压表示数；（3）报警器R0开始发出报警信号时，U0′=6V，此时电路中的电流I′===0.4A，传感器两端的电压U传=U﹣U0′=8V﹣6V=2V，传感器的阻值R′===5Ω，由图象可知当传感器的阻值为5Ω时，对应的压力为8N，根据杠杆平衡条件可得：F压×OA=F踏×OB，即8N×5=F踏×1，解得F踏=40N；（4）一段时间以后电源电压会降低，R0两端分得的电压减低，根据串联电路的分压特点可知，应减小压敏电阻分担的电压，保证R0两端分得的电压不变，此时就应该减小压敏电阻的阻值，因电阻值随所受压力的增大而减小，所以应该增大压杆对传感器的压力，由杠杆平衡条件F压×OA=F踏×OB可知，OA不变，F踏不变，所以F压和OB成正比，要增大压杆对传感器的压力，应增大OB，即把踏板触点B向左移动。