Question

小雯設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量物體重力的“托盤(pán)秤”，如圖是原理示意圖，其中的托盤(pán)用來(lái)放置被測(cè)物體，OBA是可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿，R₁是壓力傳感器（其電阻值會(huì)隨所受壓力大小變化而變化，變化關(guān)系如下表），R₀為定值電阻，V為顯示重力大小的儀表（實(shí)質(zhì)是一個(gè)量程為0-3V的電壓表）．已知OB：OA=1：2，R₀=100Ω，電源電壓恒為3V（忽略托盤(pán)、杠桿及壓桿的重力）

壓力F/N	0	50	100	150	200	250	300
電阻R1/Ω	300	250	200	150	100	50	0

（1）托盤(pán)上沒(méi)放物體時(shí)，壓力傳感器R₁的電阻值是______Ω．
（2）當(dāng)托盤(pán)上放被測(cè)物體時(shí)，電壓表的示數(shù)如圖所示，則此時(shí)壓力傳感器R₁上的電壓是多少？
（3）第（2）題中被測(cè)物體的重力是多少？

Answer 1

解：（1）由表格可知，當(dāng)壓力為0時(shí)，壓力傳感器的電阻為300；
（2）電壓表量程為0～3V，則最小分度為0.1V，則示數(shù)U₀=2V；
由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可得：
U₁=U-U₀=3V-2V=1V；
（3）對(duì)R₁由歐姆定律可得：
I₁=I₀===0.02A；
R₁===50Ω；
查表得：F=250N；
由杠桿的平衡可得：Gl_OB=Fl_OA
G===500N；
答：（1）壓力為0時(shí)，壓力傳感器的電阻為300Ω；（2）壓力傳感器R₁上的電壓是1V；（3）被測(cè)物體的重力是500N．
分析：（1）由表格可知不放物體時(shí)壓力傳感器的電阻值；
（2）由電路圖可知，R₀與R₁串聯(lián)，電壓表測(cè)量R0兩端的電壓，則由電壓表的量程可得最小分度，則可讀出電壓表的示數(shù)，再由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可得出壓力傳感器兩端的電壓；
（3）對(duì)于定值電阻R₀由歐姆定律可得出電路中的電流，再由歐姆定律可求得壓力傳感器的電阻，則由表可查得壓桿的壓力，由杠桿的平衡可得物體的重力．
點(diǎn)評(píng)：本題綜合了杠桿及電路的相關(guān)知識(shí)，要求學(xué)生能靈活應(yīng)用杠桿的平衡條件應(yīng)用及串聯(lián)電路的電壓規(guī)律求解．