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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(...

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50100150200250300
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.

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(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=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. 【解析】 (1)学生对踏板的压力: F=G=300N, 对踏板的压强: p===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===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=F′=G′=×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3N, ∴75N时压力传感器的电阻等于27Ω减去3Ω的一半,即R′=27Ω-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==≈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.
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考点分析:
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序号导线直径/毫米导线材料熔断蜡笔时间/秒
A2毫米铜线28
B1毫米铜线8
C2毫米铁线22
D2毫米镍铬合金线4
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实验序号1234
电压/伏0.61.21.82.4
电流/安0.120.240.360.48

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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