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小华同学设计了一个测量压力的压力计 如图甲是其原理示意图 杠杆ABO可绕0点转动 R

时间:2023-10-13 13:57:15

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小华同学设计了一个测量压力的压力计 如图甲是其原理示意图 杠杆ABO可绕0点转动 R

问题补充:

小华同学设计了一个测量压力的压力计,如图甲是其原理示意图,杠杆ABO可绕0点转动,R为压力传感器,当压力作用在托盘上,R的电阻值就会随所受压力大小发生变化,电压表用来显示压力的大小.已知OA:OB=3:1,压力传感器R的电阻值随所受压力变化的图象如图乙所示.电源电压3V恒定不变,托盘和杠杆组件的质量忽略不计.求:

(1)?当托盘受到的压力为0时,电压表的示数0.75V,求R两端的电压及定值电阻R0大小?

(2)?当托盘上受到的压力是300N时,压杆对压力传感器的压力是多少?此时电压表的示数是多少?

答案:

解:(1)∵F=0N时:R=300Ω,电压表示数U1=0.75V,

∴电阻R两端的电压UR=U-U1=3V-0.75V=2.25V.

所以电路电流为I===0.0075A,

所以电阻R0===100Ω.

答:R两端的电压为2.25V,定值电阻R0大小为100Ω.

(2)∵FAOA=FBOB

∴FA=FB.=300N×=100N,

∴从图象可知R1=200Ω,

又R总=R0+R1=100Ω+200Ω=300Ω,

∴电路总电流I总===10-2A,

则此时电压表的示数:U2=I总R0=10-2A×100Ω=1V.

答:电压表的示数为1V.

解析分析:(1)从图象可知,压力为0时,R的阻值为300Ω,电阻R与R0串联,电压表测量电阻R0两端的电压,减去电源电压电阻R0两端的电压就等于电阻R两端的电压,根据欧姆定律求出电路中的总电流,再进一步求出定值电阻R0大小.

(2)根据杠杆的平衡条件,求出压杆对压力传感器的压力,根据图象分析出此时R的阻值,再根据欧姆定律求出电路的总电流,进一步求出R0两端的电压,也就是电压表的示数.

点评:本题考查电压、电阻、电流的计算,关键是欧姆定律公式及其变形的灵活运用,要知道串联电路电压的规律和杠杆的平衡条件,还要学会正确分析图象.

小华同学设计了一个测量压力的压力计 如图甲是其原理示意图 杠杆ABO可绕0点转动 R为压力传感器 当压力作用在托盘上 R的电阻值就会随所受压力大小发生变化 电压表用来

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