Question

【题目】在综合实践活动中，某科技小组设计了一个压力秤，图甲为其简单原理电路图．其中：杠杆OA始终处于水平位置平衡，O为支点，OB长40cm，AB长80cm；电源电压恒定，定值电阻R0阻值为10Ω，电流表的表盘可以直接显示压力值大小，压力传感器的电阻R与所受压力F变化的关系如图乙所示（承受最大压力不超过750N）。闭合开关S后：当水平踏板空载时，电压表的示数为1V；当a、b两点间的电压达到3V时，语音播报系统发出提示语音，即水平踏板达到设定的最大压力值。水平踏板、杠杆OA及组件的质量均忽略不计。求：

(1)电源电压为_____V。

(2)该压力秤水平踏板能设定的最大压力值为多少？_____

(3)若将该压力秤水平踏板设定的最大压力值改为1500N，仅移动杠杆上水平踏板触点B的位置即可实现，则触点B应向_____（选填“左”或“右”）移动_____cm。

(4)为减小压力秤水平踏板设定的最大压力值，在图甲电路中仅串联一个标有“10Ω 1A”字样的滑动变阻器R1也可以实现．当压力秤水平踏板新设定的最大压力值为最小时，该电路消耗的功率为多大？_____

Answer 1

【答案】9V 1800N 左 8 1.35W

【解析】

(1)[1]由图乙可知，当FA＝0时，R压＝80Ω

当水平踏板空载时，电压表的示数为1V，所以电路中电流

压力传感器两端电压

U压＝IR压＝0.1A×80Ω＝8V

电源电压

U＝U0＋U压＝1V＋8V＝9V

(2)[2]当a、b两点间的电压达到3V时，语音播报系统发出提示语音，即水平踏板达到设定的最大压力值。此时电路电流

此时压力传感器的电阻

由图乙可知

FA＝600N

根据杠杆平衡条件有

FAOA＝FBOB

所以

(3)[3][4]若最大压力改为1500N，依靠改变踏板距离来实现，设此时踏板在杠杠上的C点，根据杠杠平衡条件有，FAOA＝FCOC，所以

所以C点在B点的左侧8cm的位置。

(4)[5]由题意可知：滑动变阻器R1应与定值电阻R0串联后接在ab两点之间，当R1＝10Ω时，ab两点间的电压达到3V，语音播报系统发出提示语音，压力秤水平踏板设定的最大压力值可达到最小。此时电路电流为

所以