Question

6．有一種電子秤的原理如圖，它主要由三部分構(gòu)成：踏板和壓力杠桿AB0，壓力傳感器R（電阻值會隨所受壓力大小發(fā)生變化的可變電阻），顯示重力大小的儀表（實質(zhì)是電流表）．其中A0長20厘米，B0長5厘米，壓力傳感器R的阻值與所受壓力的關(guān)系如表所示．

壓力F/牛	O	50	100	150	200	250	300
電阻R/歐	30	27	24	21	18	15	12

踏板和杠桿組件的質(zhì)量可以忽略不計，電源電壓為6伏．
（1）電子秤開機(jī)后，沒有秤量物體時壓力傳感器R消耗的電功率為多少瓦？
（2）當(dāng)重400牛的學(xué)生站在踏板上時，通過壓力傳感器R的電流為多大？
（3）電子秤的電池使用較長時間后，電源電壓會降低，為了保證秤量準(zhǔn)確，則踏板觸點B應(yīng)向A方向移動．（填A(yù)端或O端）

Answer 1

分析 （1）沒有秤量物體時，壓力傳感器受到的壓力為0，由表格數(shù)據(jù)可知壓力傳感器的電阻，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出R消耗的電功率；
（2）應(yīng)用杠桿平衡條件求出壓力傳感器受到的壓力，然后根據(jù)表格求出傳感器的電阻，再應(yīng)用歐姆定律求出通過壓力傳感器R的電流；
（3）電子秤的電池使用較長時間后，電源電壓會降低，會造成電路中的電流變小，根據(jù)歐姆定律可知，壓力傳感器的電阻變大，要想減小壓力傳感器的電阻，應(yīng)增大壓力，根據(jù)杠桿的平衡條件判斷踏板觸點移動的方向．

解答 解：（1）沒有秤量物體時，壓力傳感器受到的壓力為0，由表格數(shù)據(jù)可知壓力傳感器的電阻R=30Ω，
壓力傳感器R消耗的電功率：P=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{（6V）^{2}}{30Ω}$=1.2W；
（2）當(dāng)重400牛的學(xué)生站在踏板上時，F(xiàn)′=G=400N，
由杠桿平衡條件得：F×AO=F′×BO，
F=$\frac{BO}{AO}$F′=$\frac{5cm}{20cm}$×400N=100N，
由表格數(shù)據(jù)可知，當(dāng)壓力為100N時壓力傳感器的電阻為24Ω，
根據(jù)歐姆定律可得，此時通過壓力傳感器R的電流：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{6V}{24Ω}$=0.25A；
（3）電子秤的電池使用較長時間后，電源電壓會降低，會造成電路中的電流變小，
根據(jù)歐姆定律可知，壓力傳感器的電阻變大，要想減小壓力傳感器的電阻，應(yīng)增大壓力，
根據(jù)杠桿平衡條件可知，應(yīng)把踏板觸點B向A方向移動；
答：（1）電子秤開機(jī)后，沒有秤量物體時壓力傳感器R消耗的電功率為1.2瓦；
（2）當(dāng)重400牛的學(xué)生站在踏板上時，通過壓力傳感器R的電流為0.25A；
（3）A．

點評 本題中主要考查了壓強(qiáng)和電功率的計算、歐姆定律的應(yīng)用、杠桿平衡條件的應(yīng)用等，具有一定的綜合性，理解這一裝置的工作原理，是解決此題的前提，對我們分析題意的能力要求較高．