问题 问答题

有一种测量压力的电子秤,其原理图如图所示.E是内阻不计、电动势为6V的电源.R0是一个阻值为400Ω的限流电阻.G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器.R是一个压敏电阻,其阻值可随压力大小变化而改变,其关系如下表所示.C是一个用来保护显示器的电容器.秤台的重力忽略不计.

压力F/N050100150200250300
电阻R/Ω300280260240220200180
试分析:

(1)利用表中的数据归纳出电阻R随压力F变化的函数式;

(2)若电容器的耐压值为5V,该电子秤的最大称量值为多少牛顿?

(3)通过寻求压力与电流表中电流的关系,说明该测力显示器的刻度是否均匀?

答案

(1)把压力大小作为横坐标,把电阻大小作为纵坐标,在坐标系中描点连线即可得压敏电阻R的阻值随压力F的大小变化的图象.如图:

根据R的阻值随压力F的大小变化的图象可知压敏电阻R的阻值与压力F成一次函数关系,设它们的关系式为R=KF+b.

把F=50N,R=280Ω和F=100N,R=260Ω代入得①280=50K+b,②260=100K+b.

①②构成方程组

解得K=-0.4,b=300,

所以它们的关系式为R=-0.4F+300.

(2)从上式可知,压力增大时,压敏电阻值减小,

当电阻两端的电压为5V时,压敏电阻两端的电压为

U1=U-U0=6V-5V=1V

根据串联电路特点可得

R
R0
=
U1
U0
=
1
5

R
400Ω
=
1
5

R=80Ω

把R=80Ω代入R=-0.4F+300

即80=-0.4F+300

解得F=550N.

答:该测力计的最大测量值为550N

(3)I=

U
R+R0

把R=-0.4F+300,U=6V,R0=400Ω代入上式

化简得F=1750-

15
I

所以压力和电流不成一次函数关系,故该测力显示器的刻度是不均匀的.

答:(1)利用表中的数据归纳出电阻R随压力F变化的函数式为R=300-0.4F;(2)若电容器的耐压值为5V,该电子秤的最大称量值为550N;(3)通过寻求压力与电流表中电流的关系为F=1750-

15
I
,该测力显示器的刻度不均匀.

判断题
单项选择题 A1/A2型题