有一种测量人的体重和身高的电子秤,其测体重部分的原理图如图中的虚线框所示,它主要由三部分构成:踏板和压力杠杆ABO,压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变

发布时间:2020-07-28 21:38:05

有一种测量人的体重和身高的电子秤,其测体重部分的原理图如图中的虚线框所示,它主要由三部分构成:踏板和压力杠杆ABO,压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻),显示体重大小的仪表A(实质是电流表).其中AO:BO=5:1,压力传感器R表面能承受的最大压强为2×106Pa,且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示.
压力F/N050100150200250300…电阻R/Ω300270240210180150120…设踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计,接通电源后,压力传感器两端的电压恒为4.68V,取g=10N/kg.请回答:
(1)该秤零起点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘多少毫安处?
(2)如果某人站在该秤踏板上,电流表刻度盘的示数为20mA,这个人的体重是多少?
(3)若压杆与压力传感器之间的接触面积是2cm2,则该秤的最大称量值是多少?

网友回答

解:(1)读表格可知,当压力为0时,压力传感器的电阻为300Ω,则电路中的电流I1===0.0156A=15.6mA;
(2)当电流为20mA时,压力传感器的电阻为R2===234Ω,
分析表中的数据可以看出,压力随电阻的变化是线性的,设此时的压力为F2列比例关系有=,解得,F2=110N.
设人的体重为G,根据杠杆的平衡条件得,F2?AO=G?BO
解得,G==110N×=550N;
(3)传感器能承受的最大压力F′=pS=2×106Pa×2×10-4m2=400N,
设踏板上能称量的最大重力为G′,由杠杆的平衡条件得,F′?AO=G′?BO,则G′==400N×=2000N.
答:(1)该秤零起点的刻度线应标在电流表刻度盘的15.6mA处;
(2)这个人的体重是550N;
(3)该秤的最大称量值是2000N.解析分析:(1)踏板空载时,压力为0,从表中可知电阻的大小,再根据电压的大小可利用欧姆定律求出此时电流表的示数;(2)根据电压与电流可求出此时压力传感器的电阻值,再依据表中的变化规律可求出此时,作用在A点的压力的大小,最后根据杠杆的平衡条件得出作用在B点的人的体重;(3)已知能承受的最大压强,根据公式F=pS可求出A点的承受压力,再利用杠杆的平衡条件可求出B点的最大称量.点评:理解这一装置的工作原理,是解决此题的前提,此题中主要考查了欧姆定律的应用、杠杆平衡条件的应用以及压强的计算等,具有一定的综合性,也对我们分析题意的能力提出了较高的要求.
以上问题属网友观点,不代表本站立场,仅供参考!