如图所示是某电子称原理图。托盘与弹簧相连,滑片P固定在弹簧上并能随弹簧的伸缩上下滑动,R是一根长x0=10 cm的均匀的电阻丝。空盘时,滑片P位于R的最上端,称量最大值时,滑片P位于R的最下端。R最大阻值Rm=40 Ω,电源电压恒为3 V。请完成以下问题解答:
(1)图甲中的 “质量表”用______表改装的;R0在电路中的作用是______。
(2)空盘时,闭合开关S,电路电流为0.3 A,求R0的阻值______。
(3)称量最大质量时,求电路消耗的总功率______。
(4)已知该弹簧压缩长度ΔL与所受压力F的关系如图乙所示。开关S闭合后,在托盘中放入重为G的物体时(G<50 N),求R接入电路的阻值______(结果用含G、x0、Rm的代数式表示)。
有一种测量压力的测力计,其原理图如图22甲所示,电源电压为6 V并保持不变。压敏电阻R的阻值与压力F的大小关系如图乙所示,R0是阻值为400 Ω的定值电阻,两端能承受的最大电压为5 V.是由量程很小的电流表改装成的测力显示器。求:
(1)当压力为零时电流表的读数为多少mA.
(2)该测力计的最大测量值为多少N?
(3)通过推导压力F的大小与电流I的关系式,说明该测力显示器的刻度是否均匀。
(2013海南)
某型号油量表工作原理如图所示,电源电压恒定为U,R0为定值电阻,为油量表(实际上量程为0~Ig A的电流表),R为压敏电阻,其阻值R随所受压力F变化的图像如图乙所示(其中R1为装满汽油时压敏电阻的阻值),其上表面面积为S1 cm2,油箱底面积为S0 cm2,装满油时深度为h cm.压敏电阻嵌入油箱的高度很小,可忽略不计。(已知汽油密度为ρ汽油 kg/m3)
(1)油箱装满汽油时,油量表示数为最大值(即电流表满偏),求R0的阻值。
(2)当油箱中的汽油用完时,电路中的电流为多少?
(3)若压敏电阻的阻值随压力的变化关系式为R=(Ω)(F0为常量,单位为N;k为比例系数,单位为Ω·N),请推导出电路中的电流I与油箱内汽油剩余高度h′的关系式。
有一种测量人的体重的电子秤。其测体重的原理如图中的虚线框所示,它主要由三部分构成,踏板和压力杠杆ABO,O点是支点,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),显示体重大小的仪表A(实质是电流表),其中AB∶BO=n∶1,压力传感器R表面能承受的最大压强为p0,且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系为R=R0-kF.
设踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计,接通电源后,压力传感器两端的电压恒为U0.请回答:
(1)踏板空载时,电流表读数是多少?
(2)若压杆与压力传感器之间的接触面积是S.则该秤的最大称量值是多少?
(3)为了把电流表A的表盘改装成电子秤表盘,我们需要确定电流表的示数I与踏板上人的体重G的关系,请你写出这个关系式。
某学校一科技小组的薛悟理同学自行设计了一地磅,其原理如图所示。设电源两端电压U恒为定值,定值电阻阻值为R0,滑动变阻器的总电阻为R、总长度为l,滑动触头与托盘牢固连接,开始时触头位于变阻器最上端A,能随轻弹簧一起上下滑动。已知滑动变阻器的电阻与其接入电路的长度成正比,当对地磅施加压力F时,弹簧的长度会缩短l.
请回答:
(1)说明定值电阻R0的作用。
(2)若把质量为m的物体放在地磅上,推导并写出:
①此时滑动变阻器连入电路的电阻值Rp的表达式;
②此时电流表示数的表达式(反映电流表的示数I与待测物体质量m之间的关系式);并分析此地磅的刻度特点(刻度是否均匀)。
某同学在做电学实验时,组装了如图所示的电路,定值电阻的阻值为R0.闭合开关,在滑动变阻器滑片P从A端移到B端的全过程中,电路中部分物理量的变化规律如图所示。其中图2甲是表示电压表与电流表的关系图像,图2乙是表示滑动变阻器消耗的电能占电路消耗总电能的百分比与变阻器接入电路电阻的关系图像。求:
(1)电源电压。
(2)滑动变阻器接入电路的最大电阻值。
(3)图2甲中经过a点的两条虚线与坐标轴所围面积表示什么物理量?大小是多少?