Question

某校物理興趣小組在課外實(shí)踐活動(dòng)中，制作了一個(gè)測(cè)量質(zhì)量的電子秤，其原理如圖中的虛線框所示，它主要有四部分構(gòu)成：踏板和壓力杠桿ABO，定值電阻R₀，壓力傳感器R(電阻值會(huì)隨所受壓力大小發(fā)生變化的可變電阻)，顯示質(zhì)量大小的儀表V(實(shí)質(zhì)是電壓表)．其中AB∶BO＝4∶1，且已知壓力傳感器R的電阻與所受壓力F變化的關(guān)系如下圖像所示．(g取10 N/kg)，設(shè)踏板和杠桿組件的質(zhì)量可以忽略不計(jì)，接通電源后，電源電壓恒為6 V．

(1)踏板空載時(shí)，電壓表的示數(shù)如圖所示，求定值電阻R₀的大小．

(2)當(dāng)在踏板上放置50 kg的物體時(shí)，電壓表的示數(shù)是多大？

Answer 1

答案：
解析：

解：(1)電子秤空載時(shí)，壓力傳感器受到的壓力為0，由圖像可知，此時(shí)壓力傳感器的電阻為300 Ω 　　由電壓表可知此時(shí)電阻R0兩端的電壓U1＝1 V 　　所以，壓力傳感器兩端的電壓U2＝U－U1＝6 V－1 V＝5 V 　　此時(shí)電路中的電流 　　 　　(2)當(dāng)踏板上放置50 kg的物體時(shí)，踏板受到的壓力 　　F1＝G＝mg＝50 kg×10 N/kg＝500 N由杠桿平衡條件F2·OA＝F1·OB得 　　壓桿受到傳感器的支持力 　　所以，壓力傳感器受到的壓力為100 N 　　由圖像可知此時(shí)壓力傳感器的電阻為240 Ω 　　此時(shí)電路中的電流 　　電壓表的示數(shù)為