(2013•台州)有一种电子秤的原理如图,它主要由三部分构成: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

(2013•台州)有一种电子秤的原理如图,它主要由三部分构成: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),显示重力大小的仪表(实质是电流表).其中AO长20厘米,BO长5厘米,压力传感器R的阻值与所受压力的关系如下表所示.
压力F/牛050100150200250300
电阻R/欧30272421181512
踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计,电源电压为6伏.
(1)重300牛的学生站在踏板上时,双脚与踏板的接触面积为0.04米2,此时对踏板的压强为多少帕?
(2)电子秤开机后,没有秤量物体时压力传感器R消耗的电功率为多少瓦?
(3)当重300牛的学生站在踏板上时,通过压力传感器R的电流为______安.(答案保留两位小数)
(4)电子秤的电池使用较长时间后,电源电压会降低,为了保证秤量准确,则踏板触点B应向______方向移动.
午腾 1年前 已收到1个回答 举报

xiafyxiafy 幼苗

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解题思路:(1)学生对踏板的压力和自身的重力相等,根据压强公式求出此时对踏板的压强;
(2)没有秤量物体时,压力传感器受到的压力为0,由表格数据可知压力传感器的电阻,根据P=
U2
R
求出R消耗的电功率;
(3)当重300牛的学生站在踏板上时,根据杠杆的平衡条件求出压力传感器受到的压力,由表格数据可知,当压力增大50N时压力传感器的电阻减小3N,据此求互此时对应的电阻,利用欧姆定律求出通过压力传感器R的电流;
(4)电子秤的电池使用较长时间后,电源电压会降低,会造成电路中的电流变小,根据欧姆定律可知,压力传感器的电阻变大,要想减小压力传感器的电阻,应增大压力,根据杠杆的平衡条件判断踏板触点移动的方向.

(1)学生对踏板的压力:
F=G=300N,
对踏板的压强:
p=[F/S]=[300N
0.04m2=7500Pa;
(2)没有秤量物体时,压力传感器受到的压力为0,由表格数据可知压力传感器的电阻R=30Ω,
压力传感器R消耗的电功率:
P=
U2/R]=
(6V)2
30Ω=1.2W;
(3)当重300牛的学生站在踏板上时,
由杠杆平衡条件得:F×AO=F′×BO,
F=[BO/AO]F′=[BO/AO]G′=[5cm/20cm]×300N=75N,
由表格数据可知,当压力增大50N时压力传感器的电阻减小3Ω,
∴75N时压力传感器的电阻等于27Ω减去3Ω的一半,即R′=27Ω-[3/2]Ω=25.5Ω,
根据欧姆定律可得,此时通过压力传感器R的电流:
I=[U/R′]=[6V/25.5Ω]≈0.24A;
(4)电子秤的电池使用较长时间后,电源电压会降低,会造成电路中的电流变小,
根据欧姆定律可知,压力传感器的电阻变大,要想减小压力传感器的电阻,应增大压力,
根据杠杆平衡条件可知,应把踏板触点B向左或A方向移动.
答:(1)此时对踏板的压强为7500帕;
(2)电子秤开机后,没有秤量物体时压力传感器R消耗的电功率为1.2瓦;
(3)0.24;
(4)左或A.

点评:
本题考点: 压强的大小及其计算;杠杆的平衡条件;欧姆定律的变形公式;电功率的计算.

考点点评: 本题中主要考查了压强和电功率的计算、欧姆定律的应用、杠杆平衡条件的应用等,具有一定的综合性,理解这一装置的工作原理,是解决此题的前提,对我们分析题意的能力要求较高.

1年前

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