Question

20．某公園有一種測量瞬間打擊力的游戲機(jī)，其原理示意圖如圖（a）所示，游人手戴拳擊手套，擊打可水平移動(dòng)的A裝置，A通過壓桿與壓力傳感器接觸，壓力傳感器的電阻值R會(huì)隨所受壓力大小發(fā)生變化，電壓表的示數(shù)可反映出打擊力的大�。�已知電阻R₀=120Ω，壓力傳感器表面能承受的最大壓力為4000N，壓桿與壓力傳感器的接觸面積為4cm²，壓力傳感器的電阻值隨所受壓力變化的圖象如圖（b）所示，若在某次游戲過程中，游人用2000N的力擊中裝置A，此時(shí)電壓表的示數(shù)為1.5V，設(shè)電源電壓恒定不變．（　�。�

• A． 該游戲機(jī)裝置的電源電壓是6V
• B． 當(dāng)裝置A不受打擊力作用時(shí)，傳感器電阻值為0Ω
• C． 當(dāng)裝置A不受打擊力作用時(shí)，電壓表的示數(shù)為2V
• D． 該壓力傳感器能承受的最大壓強(qiáng)為2×10⁷Pa

Answer 1

分析 （1）電阻R與R₀串聯(lián)，電壓表測量R₀兩端的電壓；根據(jù)歐姆定律可求電路電流，再利用公式U=IR求出電阻R兩端的電壓；進(jìn)一步求出電源電壓；
（2）由圖象可知，不受打擊力時(shí)，電阻的大�。�
（3）根據(jù)歐姆定律先求出不受打擊力作用時(shí)電路電流；再利用公式U=IR求出R₀兩端的電壓，也就是電壓表的示數(shù)．
（4）已知最大壓力和接觸面積，根據(jù)公式p=$\frac{F}{S}$可求最大壓強(qiáng)；

解答 解：（1）電路中的電流I=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{1.5V}{120Ω}$=0.0125A；
從圖象上可以看出當(dāng)壓力為2000N時(shí)，對應(yīng)的電阻為R=360Ω；
電阻R兩端的電壓U_R=IR=0.0125A×360Ω=4.5V；
電源電壓U=U₀+U_R=1.5V+4.5V=6V；故A正確；
（2）由圖象可知，不受打擊力時(shí)，電阻為600Ω；故B錯(cuò)誤；
（3）不受打擊力時(shí)電阻R′=600Ω；
不受打擊力作用時(shí)的電流I₁=$\frac{U}{{R}^{′}{+R}_{0}}$$\frac{6V}{600Ω+120Ω}$=$\frac{1}{120}$A；
不受打擊力作用時(shí)電壓表的示數(shù)U₀′=I₁R₀=$\frac{1}{120}$A×120Ω=1V，故C錯(cuò)誤；
（4）能承受的最大壓強(qiáng)p=$\frac{F}{S}$=$\frac{4000N}{4{{×10}^{-4}m}^{2}}$=1×10⁷Pa；故D錯(cuò)誤．
故選A．

點(diǎn)評(píng) 本題考查壓強(qiáng)、電壓、電流、電阻的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，要學(xué)會(huì)從題目所給信息中找到有用的數(shù)據(jù)，難點(diǎn)是對電路的正確分析．