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有一种电子秤的原理如图所示,它由踏板和压力杠杆ABO、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)、显示重力大小的仪表(实质是电流表)三部分构成.其中AO长20cm,BO
题目详情
有一种电子秤的原理如图所示,它由踏板和压力杠杆ABO、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)、显示重力大小的仪表(实质是电流表)三部分构成.其中AO长20cm,BO长5cm,压力传感器R的阻值与所受压力的关系如下表所示.踏板和杠杆组件的质量忽略不计,电源电压为6V.
(1)重250N的小学生站在踏板上,双脚与踏板的接触面积为0.025m2,小学生对踏板的压强为多少?
(2)电子秤开机后且没有秤量物体时,压力传感器R消耗的电功率为多少?
(3)当重200N的小学生站在踏板上时,通过压力传感器R的电流为多大(答案保留两位小数)
(4)电子秤的电池使用较长时间后,电源电压会降低,为了保证秤量准确,则踏板触点B应向靠近___(选填“A”或“O”)方向移动.
压力F/N | 0 | 50 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | … |
电阻R/Ω | 30 | 27 | 24 | 21 | 18 | 15 | 12 | … |
(2)电子秤开机后且没有秤量物体时,压力传感器R消耗的电功率为多少?
(3)当重200N的小学生站在踏板上时,通过压力传感器R的电流为多大(答案保留两位小数)
(4)电子秤的电池使用较长时间后,电源电压会降低,为了保证秤量准确,则踏板触点B应向靠近___(选填“A”或“O”)方向移动.
▼优质解答
答案和解析
(1)因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,小学生对踏板的压强:
p=
=
=
=1×104Pa;
(2)电子秤开机后且没有秤量物体时,压力传感器受到的压力为0,
由表格数据可知,压力传感器的阻值R=30Ω,
则压力传感器R消耗的电功率:
P=
=
=1.2W;
(3)当重200N的小学生站在踏板上时,
由杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可得,压敏电阻受到的压力:
F′=
=
=50N,
由表格数据可知,压敏电阻的阻值R′=27Ω,
通过压力传感器R的电流:
I=
=
≈0.22A;
(4)电子秤的电池使用较长时间后,电源电压会降低,会造成电路中的电流变小,
根据欧姆定律可知,压力传感器的电阻变大,要想减小压力传感器的电阻,应增大压力,
根据杠杆平衡条件可知,应把踏板触点B向左或A方向移动.
答:(1)小学生对踏板的压强为1×104Pa;
(2)电子秤开机后且没有秤量物体时,压力传感器R消耗的电功率为1.2W;
(3)当重200N的小学生站在踏板上时,通过压力传感器R的电流为0.22A;
(4)A.
所以,小学生对踏板的压强:
p=
F |
S |
G |
S |
250N |
0.025m3 |
(2)电子秤开机后且没有秤量物体时,压力传感器受到的压力为0,
由表格数据可知,压力传感器的阻值R=30Ω,
则压力传感器R消耗的电功率:
P=
U2 |
R |
(6V)2 |
30Ω |
(3)当重200N的小学生站在踏板上时,
由杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可得,压敏电阻受到的压力:
F′=
G•BO |
AO |
200N×5cm |
20cm |
由表格数据可知,压敏电阻的阻值R′=27Ω,
通过压力传感器R的电流:
I=
U |
R′ |
6V |
27Ω |
(4)电子秤的电池使用较长时间后,电源电压会降低,会造成电路中的电流变小,
根据欧姆定律可知,压力传感器的电阻变大,要想减小压力传感器的电阻,应增大压力,
根据杠杆平衡条件可知,应把踏板触点B向左或A方向移动.
答:(1)小学生对踏板的压强为1×104Pa;
(2)电子秤开机后且没有秤量物体时,压力传感器R消耗的电功率为1.2W;
(3)当重200N的小学生站在踏板上时,通过压力传感器R的电流为0.22A;
(4)A.
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