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某物理兴趣小组探究电子磅秤的工作原理,设计如图甲所示的电路,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,秤盘与压杠质量均忽略不计.电源电压U=12V,R2=18Ω.求:
(1)秤盘上不放重物时压力传感器的电阻R1=30Ω,此时电流表示数是多少A?R2消耗的功率是多少W?
(2)电流表示数为0.5A时,秤盘上物体重为多少N?

【答案】分析:(1)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,利用P=I2R求出R2消耗的功率;
(2)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)由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电路,
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴根据欧姆定律可得,秤盘上不放重物时电流表的示数:
I===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===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)秤盘上不放重物时电流表示数是0.25A,R2消耗的功率是1.125W;
(2)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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(1)秤盘上不放重物时压力传感器的电阻R1=30Ω,此时电流表示数是多少A?R2消耗的功率是多少W?
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(1)秤盘上不放重物时压力传感器的电阻R1=30Ω,此时电流表示数是多少A?R2消耗的功率是多少W?

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(1)秤盘上不放重物时压力传感器的电阻R1=30Ω,此时电流表示数是多少A?R2消耗的功率是多少W?
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(1)秤盘上不放重物时压力传感器的电阻R1=30Ω,此时电流表示数是多少A?R2消耗的功率是多少W?

(2)电流表示数为0.5A时,秤盘上物体重为多少N?

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