如图甲所示,在2015年某工厂要研发一种新型材料,要求对该材料的承受的撞击力进行测试.在测试时将材料样品(不计质量)平放在压力传感器上,闭合开关s,由静止自由释放重物,经撞击后样品材料仍完好无损.从重物开始下落到撞击样品的这个过程中,电流表的示数I随时间t变化的图象如图乙所示,压力传感器的电阻R随压力F变化的图象如图丙所示.电源的电压=24V,定值电阻R0=10Ω.求:
(1)在重物下落的过程中,压力传感器的电阻是多少?
(2)在撞击过程中,样品受到的最大撞击力是多少?
解析:
(1)在重物下落过程中,从乙图中知其电路电流为,I=0.2A,故电路的总电阻是:
R=
U
=
24V
=120Ω
I
0.2A
压力传感器的电阻:
R器=R-R0=120Ω-10Ω=110Ω
(2)从图乙中可以发现,当受压力最大时,电路中的电流为I’=1.2A,此时电路中的总电阻是:
R总’=
=20Ω
I’
1.2A
传感器的电阻是:
R器’=R总’-R0=20Ω-10Ω=10Ω
从图丙中知,当当传感器的电阻是10Ω时,受到的压力是600N。即样品受到的最大撞击力是600N。
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