Question

【題目】如圖所示是某壓力測力計的電路原理示意圖．圖中電源電壓為7.5V并保持不變；定值電阻R0的規格是“400Ω 15mA”，起保護電路的作用；G是由靈敏電流表改裝成的指針式測力顯示器（電阻忽略不計）；R是一種新型電子元件，在壓力不超過600N的前提下，其阻值隨壓力大小的變化規律如表格中數據所示．

壓力F/N	0	50	100	150	200	250	300	…
電阻R/Ω	300	280	260	240	220	200	180	…

（1）R0上允許消耗的最大功率是多少？
（2）分析表格數據可知：電子元件的阻值R隨壓力F變化的關系式是R= ．
（3）該測力計的量程是多少？
（4）若要增大該測力計的量程，請說出兩種改進方法．

Answer 1

【答案】
（1）

解：電阻R0中允許通過的最大電流為I=15mA=0.015A，

則最大電壓為：U0=I0R0=0.015A×400Ω=6V，

最大電功率為：P0=U0I0=6V×0.015A=0.09W；

答：R0上允許消耗的最大功率是0.09W；

（2）解：由表中數據可知，壓力為0時，電阻為300Ω，
壓力增大到50N時，減少的電阻為300Ω﹣280Ω=20Ω，
壓力增大到100N時，減小的電阻為300Ω﹣260Ω=40Ω，
壓力增大到150N時，減少的電阻為300Ω﹣240Ω=60Ω，
壓力增大到200N時，減小的電阻為300Ω﹣220Ω=80Ω，
依此類推，可知減小的電阻為：0.4F，所以電子元件的阻值R隨壓力F變化的關系式是R=300﹣0.4F；
答：300﹣0.4F；
（3）

解：R總= = =500Ω

R=R總﹣R0=500Ω﹣400Ω=100Ω

根據R和F的關系可知：量程F=500N；

答：該測力計的量程是500N；

（4）

解：方法一：換R0，增大R0的阻值；方法二：換電源，減小電源電壓．

答：方法一：換R0，增大R0的阻值；方法二：換電源，減小電源電壓．

【解析】（1）由定值電阻的規則可知道允許通過的最大電流，根據U=IR計算出R0兩端的電壓，再根據P=UI計算出R0上允許消耗的最大功率；（2）分析表格中的數據得出電子元件的阻值R隨壓力F變化的關系式；（3）根據電阻R和壓力F的關系得出測力計的量程；（4）若要增大該測力計的量程，方法一：換R0 ， 增大R0的阻值；方法二：換電源，減小電源電壓．