压力传感器的原理图如图所示,其中M、N均为绝缘材料,MN间有可收缩的导线,弹簧上端和滑动变阻器R2的滑片P固定在一起,电源电压10V,R1=8Ω,R2的阻值变化范围为0﹣10Ω,闭合开关S,压力F与R2的变化量成正比,F=1N时,R2为2Ω,此时电流表示数是 A;当电流表的示数为I时,F= N(写出关于I的数学表达式)
答案:1 5I-4.
解析:
由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流.
(1)当F=1N时,R2为2Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中的电流:
I1=UR1+R2=10V8Ω+2Ω=1A;
(2)由题意可知,压力F与R2的变化量成正比,设为
F=kR2,
当F=1N时,R2为2Ω,则
1N=k×2Ω,
解得:
k=0.5N/Ω,
所以
F=0.5N/Ω×R2---------①
当电流表的示数为I时,电路中的总电阻:
R=UI=10VI,
滑动变阻器接入电路中的电阻:
R2′=R-R1=10VI-8Ω---------②,
所以
F=0.5N/Ω×R2′=0.5N/Ω×(10VI-8Ω),
即数学表达式为:
F=0.5×(10I-8)N=5I-4 N.
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