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如图所示是某压力测力计的电路原理示意图.图中电源电压为7.5V并保持不变;定值电阻R0的规格是“400Ω15mA”,起保护电路的作用;G是由灵敏电流表改装成的指针式测力显示器(电阻忽略
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如图所示是某压力测力计的电路原理示意图.图中电源电压为7.5V并保持不变;定值电阻R0的规格是“400Ω 15mA”,起保护电路的作用;G是由灵敏电流表改装成的指针式测力显示器(电阻忽略不计);R是一种新型电子元件,在压力不超过600N的前提下,其阻值随压力大小的变化规律如表格中数据所示.
(1)R0上允许消耗的最大功率是多少?
(2)分析表格数据可知:电子元件的阻值R随压力F变化的关系式是R=___.
(3)该测力计的量程是多少?
(4)若要增大该测力计的量程,请说出两种改进方法.
压力F/N | 0 | 50 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | … |
电阻R/Ω | 300 | 280 | 260 | 240 | 220 | 200 | 180 | … |
(2)分析表格数据可知:电子元件的阻值R随压力F变化的关系式是R=___.
(3)该测力计的量程是多少?
(4)若要增大该测力计的量程,请说出两种改进方法.
▼优质解答
答案和解析
(1)电阻R0中允许通过的最大电流为I=15mA=0.015A,
则最大电压为:U0=I0R0=0.015A×400Ω=6V,
最大电功率为:P0=U0I0=6V×0.015A=0.09W;
(2)由表中数据可知,压力为0时,电阻为300Ω,
压力增大到50N时,减少的电阻为300Ω-280Ω=20Ω,
压力增大到100N时,减小的电阻为300Ω-260Ω=40Ω,
压力增大到150N时,减少的电阻为300Ω-240Ω=60Ω,
压力增大到200N时,减小的电阻为300Ω-220Ω=80Ω,
依此类推,可知减小的电阻为:0.4F,所以电子元件的阻值R随压力F变化的关系式是R=300-0.4F;
(3)R总=
=
=500Ω
R=R总-R0=500Ω-400Ω=100Ω
根据R和F的关系可知:量程F=500N;
(4)方法一:换R0,增大R0的阻值;方法二:换电源,减小电源电压.
故答案为:
(1)R0上允许消耗的最大功率是0.09W;
(2)300-0.4F;
(3)该测力计的量程是500N;
(4)方法一:换R0,增大R0的阻值;方法二:换电源,减小电源电压.
则最大电压为:U0=I0R0=0.015A×400Ω=6V,
最大电功率为:P0=U0I0=6V×0.015A=0.09W;
(2)由表中数据可知,压力为0时,电阻为300Ω,
压力增大到50N时,减少的电阻为300Ω-280Ω=20Ω,
压力增大到100N时,减小的电阻为300Ω-260Ω=40Ω,
压力增大到150N时,减少的电阻为300Ω-240Ω=60Ω,
压力增大到200N时,减小的电阻为300Ω-220Ω=80Ω,
依此类推,可知减小的电阻为:0.4F,所以电子元件的阻值R随压力F变化的关系式是R=300-0.4F;
(3)R总=
U |
I |
7.5V |
0.015A |
R=R总-R0=500Ω-400Ω=100Ω
根据R和F的关系可知:量程F=500N;
(4)方法一:换R0,增大R0的阻值;方法二:换电源,减小电源电压.
故答案为:
(1)R0上允许消耗的最大功率是0.09W;
(2)300-0.4F;
(3)该测力计的量程是500N;
(4)方法一:换R0,增大R0的阻值;方法二:换电源,减小电源电压.
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