有一种测量人的体重和身高的电子秤,其测体重部分的原理图如图中的虚线框所示

欧姆定律 已结 1 533
美丽动人的
美丽动人的 2021-11-23 09:45

有一种测量人的体重和身高的电子秤,其测体重部分的原理图如图中的虚线框所示,它主要由三部分构成;踏板和压力杠杆ABO,压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻),显示体重大小的仪表A(实质是电流表)。其中AOBO51,压力传感器的表面能承受的最大压强为2×106Pa,且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示。

image.png

压力F/N

0

50

100

150

200

250

300

电阻R/Ω

300

270

240

210

180

150

120

设踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计,接通电源后,压力传感器两端的电压恒为4.68V,取g10N/kg。请回答:

1)该秤零起点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘多少毫安处?

2)该体重计的刻度是否均匀?请说明理由。

3)如果某人站在该秤踏板上,电流表刻度盘的示数为20mA,这个人的体重是多少kg

4)若压杆与压力传感器之间的接触面积是2cm2,则该秤的最大称量值是多少?

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1条回答
  •  房瑞宾
    房瑞宾 (最佳回答者)
    2021-11-24 10:08

    解析:

    1)读表格可知,当压力为0时,压力传感器的电阻为300Ω,则电路中的电流

    image.png

    2)读表格可知,电阻与压力的关系式是R=﹣0.6F+300;设人的体重为G,根据杠杆的平衡条件得,

    F2AOGBO

    那么压力与重力的关系是F0.2G;则电阻与重力的关系就是

    R=﹣0.12G+300

    所以

    image.png

    则:IG不成正比,所以压力表的刻度不是均匀的;

    3)当电流为20mA时,压力传感器的电阻为

    image.png

    分析表中的数据可以看出,压力随电阻的变化是线性的,设此时的压力为F2列比例关系有

    image.png

    解得:

    F2110N

    设人的体重为G,根据杠杆的平衡条件得,

    F2AOGBO

    解得,

    image.png

    4)传感器能承受的最大压力

    F′=pS2×106Pa×2×104m2400N

    设踏板上能称量的最大重力为G′,由杠杆的平衡条件得,

    F′•AOG′•BO,则

    image.png

    1)该秤零起点的刻度线应标在电流表刻度盘的15.6mA处;

    2)压力表的刻度不是均匀的;IG不成正比,所以压力表的刻度不是均匀的;

    3)这个人的体重是550N

    4)该秤的最大称量值是2000N


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