某物理兴趣小组设计了一个压力报警装置，工作原理如图所示

如帆妈妈 2022-3-12 10:45

• 

  从容不迫的 (最佳回答者)

  2022-3-13 14:12

  解析：

  （1）闭合开关时，压力传感器R和R报警器R₀串联，电压表测报警器R₀两端的电压，

  由表格数据可知，当踏板空载时（F=0N），压力传感器的电阻为R=45Ω，已知R₀=10Ω，电压表的示数为2V，此时电路中的电流：

  I=U/R₀=2V/10Ω=0.2A

  电源电压为：

  U=I（R+R₀）=0.2A×（10Ω+45Ω）=11V；

  （2）报警器R₀开始发出报警信号时，其电压为U₀′=5V，此时电路中的电流：

  I′=U₀’/R=5V/10Ω=0.5A，

  传感器两端的电压：

  U_传=U﹣U₀′=11V﹣5V=6V，

  此时传感器的阻值：

  R′=U_传/I_传=6V/0.5A=12Ω，

  由图象可知，当传感器的阻值为12Ω时，对应的压力F_压=25N，由题知，ABO为一水平杠杆，O为支点，故

  AB：OB=5：1，则

  OB=OA=×120cm=20cm，

  根据杠杆平衡条件可得：

  F_压×OA=F_踏×OB，即

  25N×6=F_踏×1，

  解得

  F_踏=150N

  即踏板设定的最大压力值为150N；

  （3）若电源电压增大变为14V时，R₀两端分得的电压增大，根据串联电路的分压特点可知，应增大压敏电阻分担的电压，保证R₀两端分得的电压不变，此时就应该增大压敏电阻的阻值；

  因压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，所以应该减小压杆对传感器的压力，由杠杆平衡条件F_压×OA=F_踏×OB可知，OA不变，F_踏不变，所以F_压和OB成正比，要减小压杆对传感器的压力，应减小OB，即把踏板触点B向左移动。

  若电源电压变为14V，为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警（即电压表示数仍然为5V），电路中的电流仍为0.5A；报警时压力传感器的电阻：

  R^″===18Ω；

  由图象可知，当传感器的阻值为18Ω时，对应的压力为F_压′=15N，根据杠杆平衡条件可得：

  F_踏×OB′=F_压′×OA，即

  150N×OB′=15N×1.2m，

  解得

  OB′=0.12m=12cm；

  移动的距离：

  s=OB﹣OB′=20cm﹣12cm=8cm。

  故触点B应该向左移动8cm。

  故：

  （1）电源电压为11V；

  （2）当报警器开始报警时，踏板设定的最大压力值为150N；

  （3）若电源电压变为14V，为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警，应在杠杆上水平调节踏板触点B的位置，触点B应该向左移动8cm。

  
  
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