Question

压力传感器是电子秤中的测力装置,可视为阻值随压力而变化的压敏电阻。小刚从某废旧电子秤上拆下一个压力传感器,探究其阻值与所受压力大小(不超过250N)的关系,如图所示是小刚设计的实验电路图。电源电压恒定,R₀为定值电阻，R₁为压力传感器。

(1)连接电路时开关应__________电路中R₀的作用是_____________。

(2)闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电,电路出现的故障是_________；排除故障后,逐渐增大R₁受到的压力,闭合开关,读出电流表和电压表的示数,计算出对应的R₁的阻值,记录如下表所示,第5次测深时,电压表示数为4V。电流表示数为02A。此时R₁的阻值为_______。请根据表中的数据在图中画出R₁随F变化的关系图像

（___________）

次数	1	2	3	4	5	6
F/N	0	50	100	150	200	250
R1/Ω	60	50	40	30		10

(3)通过实验探究可归纳出, R₁的阻值随压力F大小变化的关系式为_____________。当R₁的阻值为32时，R₁上受到的压力是__________N，若此压力为压力传感器在电子称正常工作时受到的压力，则电子秤应显示_______________kg

Answer

断开 保护电路 R1断路 20 R1=60-0.2F 140 14

【解析】

第一空．为了保护电路，连接电路时，开关应断开；

第二空．因为串联电阻起分压作用，所以电路中串联电阻R0是为了保护电路；

第三空．电流表无示数，电路发生断路，电压表等于电源电压，则与电压表并联的电阻丝R1断路；

第四空．根据欧姆定律 知，第5次电阻值为：

第五空．把压力大小作为横坐标，把电阻大小作为纵坐标，在坐标系中描点连线即可得压敏电阻R1的阻值随压力F的大小变化的图象，如图：

第六空．根据R1的阻值随压力F的大小变化的图象可知，压敏电阻R1的阻值与压力F成一次函数关系，设它们的关系式为：

R1=kF+b-------①。

把F=50N，R1=50Ω和F=100N，R1′=40Ω代入①式可得：

50=50k+b-------②

40=100k+b--------③

联立方程②③可得：k=-0.2，b=60，

所以它们的关系式为R1=60-0.2F；

第七空．把R=32Ω代入R1=60-0.2F：

即32=60-0.2F

解得F=140N

第八空．因为压力等于重力，所以G=F=140N

物体的质量：