题目内容
如图所示为某品牌电子秤的工作原理图,它主要由三部分组成:踏板和压力杠杆ABO、压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻),显示体重大小的仪表A(实质是电流表),其中AO:BO=5:1,压力传感器R表面能承受的最大压强为2×105Pa,且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如表所示:
| 压力F/N | 0 | 50 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | … |
| 电阻R/Ω | 300 | 270 | 240 | 210 | 180 | 150 | 120 | … |
(1)踏板空载时,电流表读数是多少?
(2)若压杆与压力传感器之间的接触面积是2×10-4m2,则该秤的最大称量值是多少?
解:(1)踏板空载时,压力传感器受到的压力是0N,
由表可知,此时压力传感器的阻值R=300Ω,
此时电路电流I=
=
=0.016A,
电流表串联在电路中测电路电流,则电流表示数是0.016A.
(2)∵P=
,
∴传感器受到的最大压力
F=PS=2×105Pa×2×10-4m2=40N,
由杠杆平衡条件得:F×AO=G×BO,
G=F×
=40N×
=200N,
∵G=mg,
∴m=
=
≈20.4kg;
答:(1)踏板空载时,电流表读数是0.016A.
(2)该秤的最大称量值是20.4kg.
分析:(1)踏板空载时,压力传感器受到的压力是0N,由表找出此时压力传感器的阻值,由欧姆定律可以求出电路电流.
(2)由压强公式的变形公式求出压力传感器受到的最大压力,然后由杠杆平衡条件求出该秤的最大称量值.
点评:本题考查了欧姆定律的应用、杠杆平衡条件的应用,分析清楚电路结构、根据表中信息获取必要的数据、熟练应用欧姆定律、压强公式的变形公式、杠杆平衡条件即可正确答题.
由表可知,此时压力传感器的阻值R=300Ω,
此时电路电流I=
电流表串联在电路中测电路电流,则电流表示数是0.016A.
(2)∵P=
∴传感器受到的最大压力
F=PS=2×105Pa×2×10-4m2=40N,
由杠杆平衡条件得:F×AO=G×BO,
G=F×
∵G=mg,
∴m=
答:(1)踏板空载时,电流表读数是0.016A.
(2)该秤的最大称量值是20.4kg.
分析:(1)踏板空载时,压力传感器受到的压力是0N,由表找出此时压力传感器的阻值,由欧姆定律可以求出电路电流.
(2)由压强公式的变形公式求出压力传感器受到的最大压力,然后由杠杆平衡条件求出该秤的最大称量值.
点评:本题考查了欧姆定律的应用、杠杆平衡条件的应用,分析清楚电路结构、根据表中信息获取必要的数据、熟练应用欧姆定律、压强公式的变形公式、杠杆平衡条件即可正确答题.
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