某物理兴趣小组探究电子磅秤的工作原理.设计图甲所示的电路.主要部件是电流表A和压力传感器R1(相当于电阻值随受到的压力大小而变化的可变电阻).压力传感器R1与受到的压力F的关系如图乙所示.秤盘和压杆质量均忽略不计．电源电压U=12V.R2=18Ω.求:(1)由图乙可知.秤盘上面不放物体时.R1=30Ω.秤盘上所放物体质量越大.R1的阻值越小� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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11．某物理兴趣小组探究电子磅秤的工作原理，设计图甲所示的电路，主要部件是电流表A和压力传感器R₁（相当于电阻值随受到的压力大小而变化的可变电阻），压力传感器R₁与受到的压力F的关系如图乙所示，秤盘和压杆质量均忽略不计．电源电压U=12V，R₂=18Ω，求：
（1）由图乙可知，秤盘上面不放物体时，R₁=30Ω，秤盘上所放物体质量越大，R₁的阻值越小．

（2）秤盘上不放重物时，电流表示数是多少？
（3）秤盘上不放重物时，R₂消耗的功率是多少？
（4）电流表示数为0.5A时，秤盘上物体重为多少N？

分析（1）根据图乙判断压力为0时，R₁的大小；和其大小与秤盘上所放物体质量的关系；
（2）由电路图可知，R₁与R₂串联，电流表测电路中的电路，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流；
（3）利用P=I²R求出R₂消耗的功率；
（4）根据欧姆定律求出电流表的示数为0.5A时电路中的总电阻，再根据电阻的串联求出压力传感器电阻的阻值，由表格读出对应受到的压力，此时物体的压力和自身的重力相等

解答解：（1）由图可知，乙秤盘上不放重物时压力传感器的电阻R₁=30Ω，当秤盘上所放物体质量越大，重力越大，对盘的压力也越大，R₁的阻值越小；
（2）由电路图可知，R₁与R₂串联，电流表测电路中的电路，
因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以根据欧姆定律可得，秤盘上不放重物时电流表的示数：
I=$\frac{U}{{R}_{1}{+R}_{2}}=\frac{12V}{30Ω+18Ω}$=0.25A，
R₂消耗的功率：
P₂=I²R₂=（0.25A）²×l8Ω=1.125W；
（2）电流表的示数为0.5A时电路中的总电阻：
R=$\frac{U}{I′}=\frac{12V}{0.5A}$=24Ω，
压力传感器电阻的阻值：
R₁′=R′-R₂=24Ω-18Ω=6Ω，
由图可知G=F=40N．
答：（1）30；小；
（2）秤盘上不放重物时电流表示数是0.25A，
（3）R₂消耗的功率是1.125W；
（4）电流表示数为0.5A时，秤盘上物体重为40N．

点评本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是根据图象读出传感器电阻不同时对应物体的压力．

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