Question

【题目】在公园有一种测量瞬间打击力的游戏机，其原理示意图如图（a）所示，游人手戴拳击手套，击打可水平移动的A装置，A通过压杆与压力传感器接触，压力传感器的电阻值R会随所受压力大小发生变化．电压表的示数可反映出打击力的大小．已知电阻R0=120Ω，压力传感器表面能承受的最大压力为4 000N．压力传感器的电阻值随所受压力变化的图象如图（b）所示．若在某次游戏过程中，游人用2000N的力击中装置A，此时电压表的示数为l.5V．设电源电压恒定不变．

（1）电源电压是多少？
（2）当装置A不受打击力作用时，电压表的示数是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：由电路图可知，电阻R与R0串联，电压表测量R0两端的电压，

根据欧姆定律可得，电路中的电流：

I= = =0.0125A；

从图象上可以看出当压力为2000N时，对应的电阻为R=360Ω，

电阻R两端的电压：

UR=IR=0.0125A×360Ω=4.5V，

∵串联电路中各处的电流相等，

∴电源电压：

U=U0+UR=1.5V+4.5V=6V

（2）解：由图象可知，不受打击力时电阻R′=600Ω，

∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

∴此时电路中的电流：

I1′= = = A；

此时电压表的示数：

U0′=I1R0= A×120Ω=1V

【解析】（1）由电路图可知，电阻R与R0串联，电压表测量R0两端的电压；根据欧姆定律可求电路电流，再利用公式U=IR求出电阻R两端的电压；进一步求出电源电压；（2）根据欧姆定律先求出不受打击力作用时电路电流；再利用公式U=IR求出R0两端的电压，也就是电压表的示数．
【考点精析】掌握欧姆定律及其应用和电阻的串联是解答本题的根本，需要知道欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）；电阻的串联有以下几个特点：（指R1，R2串联） 1、电流：I=I1=I2（串联电路中各处的电流相等） 2、电压：U=U1+U2（总电压等于各处电压之和） 3、 电阻：R=R1+R2（总电阻等于各电阻之和）如果n个阻值相同的电阻串联，则有R总=nR 4、分压作用：U1:U2=R1:R2．