电子体重秤的原理如图所示，R0为定值电阻，R是电阻值随所受压力大小发生变化的可变电阻，更换电压表（量程为3V）的表盘后可直接显示人体质量大小。已知R的电阻与所受压力F变化的关系如图象所示。设踏板的质量忽略不计，电源电压保持9V不变，g＝10N/kg。
（1）空载时，电压表的示数为1V，求R0的电阻值。
（2）该体重秤的量程是多大？
（3）如果保持体重秤结构和电压表量程不变，只在电路中增加一个电阻，使体重秤的量程增大到110kg．计算说明应使用多大的电阻？如何连接？
（4）改装后的体重秤电路总功率变化范围是多大？
解析 ：
（1）体重秤空载时受到的压力为0，由图象可知，此时电阻R＝240Ω，电阻R0两端的电压U1＝1V。
则R两端的电压
U2＝U﹣U1＝9V﹣1V＝8V
此时电路中的电流
即R0阻值为30Ω
（2）当U1′＝3V时
此时电阻
由图象可知此时R，的受到的压力900N，体重秤的量程为0﹣90kg。
（3）
F＝G＝mg＝110kg×10N/kg＝1100N
当压力为1100N时，由图象可知电阻R的电阻是20Ω，R两端的电压为
U″＝I′R＝0.1A×20Ω＝2V
应串联一个电阻。
其阻值为
（4）空载时，电路消耗的电功率最小，此时的总电阻为：
R总＝R+R0+R″＝240Ω+30Ω+40Ω＝310Ω；
达到最大量程时，电路的总功率最大，此时
Pmax＝UI＝9V×0.1A＝0.9W
即：改装后，功率变化范围为0.3W～0.9W。
微信扫码关注三人行问答社区 公众号
加载中...