Question

如图1为某型号电子秤，其结构原理如图2所示，R₀是定值电阻；R是压敏电阻，其阻值R随所受压力F变化的关系如图3所示，改写电流表（量程为0～0.6A）的表盘数值后可直接读出所称物体的质量。设踏板的质量为5kg，电源电压保持12V不变，g取10N/kg。

（1）根据图象可知，当被称物体的质量增加时，压敏电阻R的阻值_____，电流表的示数_____。（以上两空均选填“变大”或“变小”）

（2）空载时，电流表的示数为0.048A，则R₀的阻值为_____Ω。

（3）该电子秤的最大量程是_____kg。

Answer

变小 变大 10 115

【解析】

(1)[1][2]当被称物体的质量增加时，压敏电阻受到的压力增大；由R-F图象可知，压力增大时，压敏电阻的阻值减小，总电阻减小，由欧姆定律可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大；

(2)[3]空载时，踏板对压敏电阻的压力：

F=G踏板=m踏板g=5kg×10N/kg=50N，

根据图3可知，压力F=50N时，压敏电阻的阻值R=240Ω；此时电路的总电阻：

R总===250Ω，

由串联电路的电阻特点可得，R0的阻值：

R0=R总-R=250Ω-240Ω=10Ω；

(3)[4]由题意可知，电子秤是由电流表改装而成的，且当电子秤所测质量最大时，对应的电流表示数达到最大值；所以，此时电路中的电流：

I最大=0.6A，

则定值电阻两端的电压为：

U0=I最大R0=0.6A×10Ω=6V，

压敏电阻两端分得的电压：

UR=U-U0=12V-6V=6V，

压敏电阻的阻值：

R′===10Ω，

由图3可知，此时压敏电阻受到的压力为1200N，因为F=G踏板+G物，则所测物体的最大重力为：

G物最大=F'-G踏板=1200N-50N=1150N，

由G=mg可得，该电子秤的最大量程：

m物最大===115kg。