Question

如图甲是某电子秤的原理图，己知定值电阻R=15Ω，电源电压为9V恒定不变，压力传感器R的阻值随所受压力变化的图象如图乙所示，托盘的质量忽略不计．

（1）该电子秤表是由______表改装而成的；
（2）当托盘内物体的质量是15kg时，通过电路的电流是多少？
（3）若R两端的电压最大只能为3V，则该电子秤的最大称量为多少千克？

Answer 1

【答案】分析：（1）由电路图可知可知电子秤表与电阻R并联，若为电流表则电阻R不能起到保护电路的作用，故应为电压表；
（2）先求出物体对托盘的压力，然后由乙图读出对应的电阻，再利用串联电路的电阻特点和欧姆定律求出通过电路的电流；
（3）当R两端的电压为3V时，先根据欧姆定律求出电路中的电流，再求出电路的总电阻，根据串联电路的电阻特点求出压力传感器的阻值，由乙图可知此时对应的压力，再根据F=G=mg求出该电子秤的最大称量．
解答：解：（1）保护电路的电阻R要起到保护作用，则该电子秤表应为电压表改装而成的；
（2）物体对托盘的压力为：
F=G=mg=l5kg×10N/kg=150N，
由乙图可知：当F=150N时，R=60Ω，
因为R和R串联，
所以电路的总电阻为：
R_总=R+R=75Ω，
电路中的电流为I===0.12A；
（3）当R两端的电压为3V时，
电路中的电流为I===0.2A，
电路的总电阻为R_总′===45Ω，
压力传感器的阻值为R′=R_总-R=45Ω-15Ω=30Ω，
由乙图可知：当R=30Ω时，F=200N，
电子秤的最大称量为：
m===20kg．
答：（1）电压；
（2）托盘内物体的质量是15kg时通过电路的电流为0.12A；
（3）电子秤的最大称量为20kg．
点评：本题考查串联电路的特点及电阻、电流、重力、质量等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，注意分析电路的连接，能从题目所给信息中找到有用的数据，要学会分析图象．