Question

如图甲是利用压敏电阻的特性来测算压力大小的电路装置，其枸造有托盘、压力传感器R，电流计G（量程600mA），托盘质量忽略不计．

（1）该压敏电阻随压力的变化关系式为：R=100-20F（F和R的单位分别是N和Ω），当不称重时，电路的电阻是______Ω，此时电流计示数是60mA，则电源电压为______V；
（2）某次测量一物体，电流计示数为500mA，可知该物体对托盘的压力是______N，已知该物体与托盘的接触面积为4cm²，它对托盘的压强是______Pa；
（3）在电路中串联定值电阻可以起到保护电路的作用，如图乙．当电阻R′接入后，该装置所测的压力范围将______（填“变大“、“变小“或“不变“）．

Answer

（1）从图可知，压力传感器R和电流计G串联．在水平面上压力和重力相等，当不称重时，物体对托盘的压力等于重力也就是为0，从而可以根据压敏电阻随压力的变化关系式R=100-20F计算出电流知道电阻．又知道电路中电流，可利用公式U=IR计算出电源电压．
（2）知道此时电路中的电流，可利用公式R=计算出压力传感器R的电阻，再利用压敏电阻随压力的变化关系式R=100-20F计算出物体对托盘的压力．又知道物体与托盘的接触面积，可利用公式P=计算出它对托盘的压强．
（3）当电路中接入电阻Rˊ后，可利用串联电路电阻的特点，判断出电路中电阻的变化，再利用公式I=判断出电路中电流的变化，从而可以判断出该装置所测的压力范围的变化．
【解析】

（1）∵不称重时，F=G=0N，
而压敏电阻随压力的变化关系式为：R=100-20F，
∴压力传感器R的阻值（即电路的电阻）为：R=100-20F=100-20×0N=100Ω．
而I=60mA=0.06A，
∴电源电压为：U=IR=0.06A×100Ω=6V．
（2）∵I′=500mA=0.5A，
∴此时压力传感器R的阻值为：R===12Ω，
又∵压敏电阻随压力的变化关系式为：R=100-20F，
即12=100-20F，
∴该物体对托盘的压力为：20F′=100-12=88，即F′=4.4N．
而S=4cm2=4×10-4m2，
∴物体对托盘的压强为：P===1.1×104Pa．
（3）当电路中接入电阻Rˊ后，压力传感器R和电阻Rˊ串联，则电路中的总电阻变大，
由公式I=可知电路中的电流变小，从而可知，该装置所测的压力范围的变大．
故答案为：（1）100；6．
（2）4.4；.1×104．
（3）变大．