Question

【题目】体感器的可以把力学物理量转化成电学信号，然后通过相互之间的函数关系，直接引用力的大小。测量压力大小的压力传感器，工作原理如图所示，其中M、N均为绝缘材料，M、N间有可收缩的导线（电阻大小不计），弹簧上端和滑动变阻器R2的滑片P固定在一起，电源电压恒为12V，已知压力F的大小与R2的阻值大小成正比例关系。闭合开关S，压力F0=0时，滑片P在最上端；压力F1=1N时，电流表示数为1A，电压示数为3V，当滑片P滑至最下端时，电压表示数为7.5V．求：

（1）定值电阻R1的大小；压力F1与R2阻值之比k；

（2）当滑片P滑至最下端时，压力F2的大小；

Answer 1

【答案】（1）9Ω；N/Ω；（2）5N；

【解析】

（1）由图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测两端电压，电流表测电路中电流，当F1=1N时，电流表示数为1A，电压数为3V

此时定值电阻R1的电压：U1=U-U2=12V-3V=9V

由欧姆定律可得，R1的阻值： ；

此时R2连入电路的电阻阻值：

；

（2）当滑片P滑至最下端时，变阻器连入阻值最大，电压表示数为7.5V，

此时电路中电流： ,

所以R2的最大值：R2最大=

因为压力F的大小与R2的阻值大小成正比，即F=kR2，

所以压力F2=