Question

9．如图甲是利用压敏电阻的特性来测算压力大小的电路装置，其构造有托盘、压力传感器R，电流计G（量程600mA），托盘质量忽略不计．该压敏电阻随压力的变化关系式为：R=100-20F（F和R的单位分别是N和Ω）．
（1）当不称重时，此时电流计示数是60mA，则电路的电阻和电源电压分别是多少？
（2）某次测量一物体时，电流计示数为500mA，则该物体对托盘的压力是多少？
（3）在电路中串联定值电阻可以起到保护电路的作用，如图乙所示，当电阻接入后，该装置所测的压力范围将变大（选填“变大”、“不变”或“变小”）．

Answer 1

分析 （1）由图可知，压力传感器R和电流计G串联．在水平面上压力和重力相等，当不称重时，物体对托盘的压力等于重力也就是为0，由此可知电路的电阻R，利用U=IR求电源电压；
（2）知道此时电路中的电流，可利用欧姆定律的变形公式求出压力传感器R的电阻，再利用压敏电阻随压力的变化关系式R=100-20F计算出物体对托盘的压力；
（3）当电路中接入电阻Rˊ后，可利用串联电路电阻的特点，判断出电路中电阻的变化，再利用公式I=$\frac{U}{R}$判断出电路中电流的变化，从而可以判断出该装置所测的压力范围的变化．

解答 解：
（1）甲图中，压力传感器R和电流计G串联，
不承重时，F=0，则电路的电阻R=100-20F=100-0=100（Ω），
电源电压：U=IR=0.06A×100Ω=6V；
（2）当电流I′=500mA=0.5A时，压敏电阻的阻值：R₁=$\frac{U}{I^/}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω，
由题可知：R=100-20F，
则压力F=$\frac{{100-{R_1}}}{20}$=4.4N；
（3）当电路中接入电阻Rˊ后，压力传感器R和电阻Rˊ串联，则电路中的总电阻变大；串联电阻后电路的电流I'=$\frac{U}{{R}_{传感}+{R}^{'}}$，即电路中的电流变小，从而可知，该装置所测的压力范围变大．
答：（1）电路的电阻是100Ω，电源电压分别是6V；
（2）物体对托盘的压力是4.4N；
（3）变大．

点评 本题考查学生对串联电路电流和电阻特点的掌握，理解压敏电阻实际是就等同于课本上的变阻器，同时会灵活运用欧姆定律分析实际解答问题．