Question

【题目】如图所示是某压力测力计的电路原理示意图．图中电源电压为7.5V并保持不变；定值电阻R0的规格是“400Ω 15mA”，起保护电路的作用；G是由灵敏电流表改装成的指针式测力显示器（电阻忽略不计）；R是一种新型电子元件，在压力不超过600N的前提下，其阻值随压力大小的变化规律如表格中数据所示．

压力F/N	0	50	100	150	200	250	300	…
电阻R/Ω	300	280	260	240	220	200	180	…

（1）R0上允许消耗的最大功率是多少？
（2）分析表格数据可知：电子元件的阻值R随压力F变化的关系式是R= ．
（3）该测力计的量程是多少？
（4）若要增大该测力计的量程，请说出两种改进方法．

Answer 1

【答案】
（1）

解：电阻R0中允许通过的最大电流为I=15mA=0.015A，

则最大电压为：U0=I0R0=0.015A×400Ω=6V，

最大电功率为：P0=U0I0=6V×0.015A=0.09W；

答：R0上允许消耗的最大功率是0.09W；

（2）解：由表中数据可知，压力为0时，电阻为300Ω，
压力增大到50N时，减少的电阻为300Ω﹣280Ω=20Ω，
压力增大到100N时，减小的电阻为300Ω﹣260Ω=40Ω，
压力增大到150N时，减少的电阻为300Ω﹣240Ω=60Ω，
压力增大到200N时，减小的电阻为300Ω﹣220Ω=80Ω，
依此类推，可知减小的电阻为：0.4F，所以电子元件的阻值R随压力F变化的关系式是R=300﹣0.4F；
答：300﹣0.4F；
（3）

解：R总= = =500Ω

R=R总﹣R0=500Ω﹣400Ω=100Ω

根据R和F的关系可知：量程F=500N；

答：该测力计的量程是500N；

（4）

解：方法一：换R0，增大R0的阻值；方法二：换电源，减小电源电压．

答：方法一：换R0，增大R0的阻值；方法二：换电源，减小电源电压．

【解析】（1）由定值电阻的规则可知道允许通过的最大电流，根据U=IR计算出R0两端的电压，再根据P=UI计算出R0上允许消耗的最大功率；（2）分析表格中的数据得出电子元件的阻值R随压力F变化的关系式；（3）根据电阻R和压力F的关系得出测力计的量程；（4）若要增大该测力计的量程，方法一：换R0 ， 增大R0的阻值；方法二：换电源，减小电源电压．