(2007•绍兴)同学们研制了一种测量手压力大小的电子秤,其测力部分的原理如图甲中的虚线框所示,它主要由手压板、杠杆OA

(2007•绍兴)同学们研制了一种测量手压力大小的电子秤,其测力部分的原理如图甲中的虚线框所示,它主要由手压板、杠杆OAB、压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的变阻器)和显示压力大小的仪表A(实质是电流表)构成,其中OA:OB=1:2,且已知压力传感器R的电阻与它所受压力F的关系如图乙所示.接通电源后,压力传感器两端的电压恒为4.8V.手压板和杠杆的质量不计.求:
(1)若某同学手对手压板的压力为400N时,压力传感器上受到的压力F多大?此时,电流表示数多大?
(2)若压力传感器R表面能承受的最大压强为4×106帕,压杆与压力传感器之间的接触面积是3厘米2,则压力传感器R表面能承受最大压力多大?
(3)该电子秤的测力范围.
zmd331 1年前 已收到1个回答 举报

都梁客 幼苗

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解题思路:(1)OB、OA为两个力臂,利用杠杆平衡条件可求压力传感器上受的压力,再根据压力值由图象找出对应的压力传感器R的阻值,然后根据欧姆定律求出电流表的示数;
(2)知道传感器能承受的最大压强和接触面积利用F=pS求出承受的最大压力;
(3)利用杠杆平衡条件求出手压板上的最大压力,即可得出该电子秤的测力范围.

(1)根据杠杆平衡条件得:FAOA=FBOB,
∴压力传感器受的压力:
FA=
FB×OB
OA=400N×[2/1]=800N;
由图象知压力为800N对应的压力传感器R1的阻值为200Ω,
∴I=[U
R1=
4.8V/200Ω]=0.024A;
(2)由p=[F/S]可得,压力传感器R承受最大压力为:
F=pS=4×106Pa×3×10-4m2=1200N;
(3)由FA大OA=FB大OB得:
手压板上的最大压力:
FB大=
FA大×OA
OB=1200N×[1/2]=600N,
而手压板上的最小压力为0N,
∴该电子秤的测力范围为0~600N.
答:(1)压力传感器上受到的压力F为800N,此时电流表示数为0.024A;
(2)压力传感器R表面能承受最大压力为1200N;
(3)该电子秤的测力范围为0~600N.

点评:
本题考点: 欧姆定律的应用;杠杆的平衡条件;压强的大小及其计算.

考点点评: 本题考查了杠杆平衡条件和欧姆定律、压强公式的应用,考查的知识点不是很多,但知识的跨度较大,综合性强,有一定的难度.

1年前

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