某校物理兴趣小组在课外实践活动中,制作了一个测量质量的电子秤,其原理如图中的虚线框

欧姆定律 已结 1 393
庞晶
庞晶 2021-4-4 10:45

某校物理兴趣小组在课外实践活动中,制作了一个测量质量的电子秤,其原理如图中的虚线框所示,它主要有四部分构成:踏板和压力杠杆ABO,定值电阻R0,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),显示质量大小的仪表V(实质是电压表)。其中AB:BO=4:1.且已知压力传感器R的电阻与所受压力F变化的关系如下表所示。(g10N/kg)

设踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计,接通电源后,电源电压恒为6V

(1)踏板空载时,电压表的示数如右图所示,求定值电阻R0的大小。

(2)当在踏板上放置50kg的物体时,电压表的示数是多大?


1条回答
  •  孙茂亚
    孙茂亚 (楼主)
    2021-4-20 09:21

    解析:

    1)从图中可以读出,当空载时,电压表的示数(R0两端的电压)为:
    U0=1V

    而空载时,即压力为零,从表格中可知其压力传感器电阻为300Ω,故传感器两端的电压为:
    U=U-U0=6V-1V=5V

    R0中的电流为:

    I0=I=

    U

    =

    5V

    =0.017A

    R

    300Ω

    R0阻值为:

    R0=

    U0

    =

    1V

    =60Ω

    I0

    0.017A

    2)所加质量为50kg时,其对传感器的压力为:
    F=G=mg=50kg×10N/kg=500N

    根据杠杆的平衡条件及作用力与反作用力定律得

    F×OB=FA×OA  

    FA=

    OB

    ×F=

    1

    ×500N=100N

    OA

    4+1

    查表得此时压敏电阻的大小为:
    R’=240Ω

    通过R0的电流为:

    I0’=I=

    U

    =

    6V

    =0.02A

    R0+R’

    60Ω+240Ω

    电压表的示数,也即R0两端的电压为:
    U0’=I0’R0=0.02A×60Ω=1.2V



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