Question

某校物理興趣小組在課外實(shí)踐活動(dòng)中，制作了一個(gè)測量質(zhì)量的電子秤，其原理如圖中的虛線框所示，它主要有四部分構(gòu)成：踏板和壓力杠桿ABO，定值電阻R₀，壓力傳感器R(電阻值會(huì)隨所受壓力大小發(fā)生變化的可變電阻)，顯示質(zhì)量大小的儀表V(實(shí)質(zhì)是電壓表)。其中AB:BO=4:1．且已知壓力傳感器R的電阻與所受壓力F變化的關(guān)系如下表所示。(g取10N/kg)

壓力F/N	O	50	100	150	200	250	300	350	400	450	500
電阻R/Ω	300	270	240	210	180	150	120	90	60	30	0

設(shè)踏板和杠桿組件的質(zhì)量可以忽略不計(jì)，接通電源后，電源電壓恒為6V。

(1)踏板空載時(shí)，電壓表的示數(shù)如右圖所示，求定值電阻R₀的大小。

(2)當(dāng)在踏板上放置50kg的物體時(shí)，電壓表的示數(shù)是多大?

Answer 1

解：(1)電子秤空載時(shí)，壓力傳感器受到的壓力為0，

由表可知，此時(shí)壓力傳感器的電阻為300Ω，由電壓表可知此時(shí)電阻Ro兩端的電壓U₁=lV，

所以，壓力傳感器兩端的電壓：

=-=6V-1V=5V，此時(shí)電路中的電流===A 

===60

(2)當(dāng)踏板上放置50kg的物體時(shí)，踏板受到的壓力===50kg×10N/kg=500N

    由杠桿平衡條件?=?得：

    壓桿受到傳感器的支持力=?=500N×=lOON

    所以，壓力傳感器受到的壓力為lOON，由表可知此時(shí)壓力傳感器的電阻為240Ω 

    此時(shí)電路中的電流= = =0.02A

    電壓表的示數(shù)為==0.02A60Ω=1.2V