Question

6．如图甲是某电子秤的原理示意图，已知电阻R₀=50Ω，电源电压为15V且保持不变．压力传感器R的阻值随所受压力F变化的图象如图乙所示

（1）该电子秤使用的压敏元件R的阻值随压力的增大而减小．
（2）当电压表的示数为5V时，电流表示数为0.1；被测物体的质量是24kg；（托盘的质量忽略不计，g取10N/kg）
（3）若将电流表改装为电子秤的质量显示装置，15kg应标注在电流表上的0.06（A）处？该显示装置刻度分布不均匀（填写“均匀”或“不均匀”）．

Answer 1

分析 （1）根据图乙可知压敏电阻与压力的关系；
（2）由电路图可知，压力传感器R与R₀串联，电压表测R₀两端的电压，电流表测电路中的电流；根据欧姆定律先求出当电压表示数为5V时电路中的电流，压力传感器两端的电压等于电源电压减去电阻R₀两端的电压，从而求出压力传感器的电阻，根据图象可知压力传感器受到的压力，从而知道托盘中所放物体的质量；
（3）求出压杆对压力传感器的压力，根据图象分析出此时R的阻值，再根据欧姆定律求出电路的总电流，进一步确定刻度盘是否均匀．

解答 解：（1）根据图乙可知，电子秤使用的压敏元件R的阻值随压力的增大而减小；
（2）当电压表示数为5V时，电路中电流I=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{5V}{50Ω}$=0.1A，
压力传感器两端的电压：U_R=U-U₀=15V-5V=10V，
压力传感器的电阻R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{10V}{0.1A}$=100Ω，
由图象可知压力传感器受到的压力F=240N，即托盘上物体的重力为240N，
所以质量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{240N}{10N/kg}$=24kg．
（3）当电子称显示15kg时，压力传感器受到的压力：F′=G′=m′g=15kg×10N/kg=150N；
根据图乙可知，此时压敏电阻的阻值为210Ω；
电路中的电流：I′=$\frac{U}{{R}_{总}}$=$\frac{15V}{50Ω+210Ω}$=$\frac{3}{52}$A≈0.06A；
由于I=$\frac{U}{{R}_{0}+R}$，所以电流表的刻度盘不均匀．
故答案为：（1）减小；（2）0.1；24kg；（3）0.06；不均匀．

点评 本题考查学生对图象的分析能力，串联电路电流和电阻特点的掌握，同时会灵活运用欧姆定律分析实际解答问题．