壓力傳感器是電子秤中的測力裝置,可視為阻值隨壓力而變化的壓敏電阻．小剛從某廢舊電子秤上拆下一個壓力傳感器,探究...

問題詳情：

壓力傳感器是電子秤中的測力裝置,可視為阻值隨壓力而變化的壓敏電阻．小剛從某廢舊電子秤上拆下一個壓力傳感器,探究其阻值與所受壓力大小(不超過250N)的關係,如圖所示是小剛設計的實驗電路圖．電源電壓恆定,R0為定值電阻，R1為壓力傳感器．

(1)連接電路時開關應__________電路中R0的作用是_____________．

(2)閉合開關，發現電流表無示數，電壓表示數接近電源電,電路出現的故障是_________；排除故障後,逐漸增大R1受到的壓力,閉合開關,讀出電流表和電壓表的示數,計算出對應的R1的阻值,記錄如下表所示,第5次測深時,電壓表示數為4V．電流表示數為02A．此時R1的阻值為_______．請根據表中的數據在圖中畫出R1隨F變化的關係圖像

（___________）

(3)通過實驗探究可歸納出, R1的阻值隨壓力F大小變化的關係式為_____________．當R1的阻值為32時，R1上受到的壓力是__________N，若此壓力為壓力傳感器在電子稱正常工作時受到的壓力，則電子秤應顯示_______________kg

【回答】

斷開    保護電路    R1斷路    20        R1=60-0.2F    140    14   

【詳解】

第一空．為了保護電路，連接電路時，開關應斷開；

第二空．因為串聯電阻起分壓作用，所以電路中串聯電阻R0是為了保護電路；

第三空．電流表無示數，電路發生斷路，電壓表等於電源電壓，則與電壓表並聯的電阻絲R1斷路；

第四空．根據歐姆定律 知，第5次電阻值為：

第五空．把壓力大小作為橫座標，把電阻大小作為縱座標，在座標系中描點連線即可得壓敏電阻R1的阻值隨壓力F的大小變化的圖象，如圖：

第六空．根據R1的阻值隨壓力F的大小變化的圖象可知，壓敏電阻R1的阻值與壓力F成一次函數關係，設它們的關係式為：

R1=kF+b-------①．

把F=50N，R1=50Ω和F=100N，R1′=40Ω代入①式可得：

50=50k+b-------②

40=100k+b--------③

聯立方程②③可得：k=-0.2，b=60，

所以它們的關係式為R1=60-0.2F；

第七空．把R=32Ω代入R1=60-0.2F：

即32=60-0.2F

解得F=140N

第八空．因為壓力等於重力，所以G=F=140N

物體的質量：

知識點：歐姆定律

題型：實驗,探究題