Question

壓力傳感器是一種阻值能隨所受壓力大小發(fā)生變化的電阻．在科技小制作活動(dòng)中，小軍利用壓力傳感器設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)易的電子秤，其原理如圖甲所示．所用壓力傳感器R的上表面面積為6×10^-4m²，R允許通過(guò)的最大電流為50mA，電源電壓為15V，秤盤(pán)的質(zhì)量可忽略，其底面積為4.0×10^-2m²，傳感器的電阻與所受壓力的關(guān)系圖線如圖乙所示．（g取10N/kg）
求：
（1）如果在秤盤(pán)上放一個(gè)質(zhì)量為1kg、底面積為3.5×10^-2m²的圓柱形容器，當(dāng)容器內(nèi)盛有8kg水時(shí)，秤盤(pán)對(duì)壓力傳感器R的壓強(qiáng)是多大？
（2）若接入電路的電流表量程為0～100mA，仍然使用上述容器，則該電子秤最多能稱量多少kg的水？

Answer 1

解：（1）P===1.5×10⁵Pa；
（2）R===300Ω，
由R-F圖線可知，電阻為300Ω時(shí)，對(duì)應(yīng)的壓力為F=100N，故G_總=F=100N，
m_總===10kg，
m_水=m_總-m_容10kg-1kg=9kg．
答：（1）秤盤(pán)對(duì)壓力傳感器R的壓強(qiáng)是1.5×10⁵Pa；
（2）該電子秤最多能稱量9kg的水．
分析：（1）容器對(duì)傳感器的壓力就等于容器和水的總重力，壓力除以受力面積即傳感器的上表面積，就是壓強(qiáng)．
（2）根據(jù)電流和電壓求出電阻．對(duì)照表格找出這個(gè)電阻對(duì)應(yīng)的壓力，壓力等于容器和水的總重力，除以g求出總質(zhì)量，減去容器的質(zhì)量，就是水的質(zhì)量．
點(diǎn)評(píng)：此題是一道學(xué)科綜合題，考查了體積、壓強(qiáng)、電阻、質(zhì)量的計(jì)算．關(guān)鍵是相關(guān)知識(shí)的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)是根據(jù)表格信息得出壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關(guān)系．