压力传感器是一种阻值能随所受压力大小发生变化的电阻.在科技小制作活动中,小军利用压力传感器设计了一种简易的电子秤,其原理如图甲所示.所用压力传感器R的上表面面积为6×10-4m2,R允许通过的最大电流为50mA,电源电压为15V,秤盘的质量可忽略,其底面积为4.0×10-2m2,传感器的电阻与所受压力的关系图线如图乙所示.(g取10N/kg)
求:
(1)如果在秤盘上放一个质量为1kg、底面积为3.5×10-2m2的圆柱形容器,当容器内盛有8kg水时,秤盘对压力传感器R的压强是多大?
(2)若接入电路的电流表量程为0~100mA,仍然使用上述容器,则该电子秤最多能称量多少kg的水?
网友回答
解:(1)P===1.5×105Pa;
(2)R===300Ω,
由R-F图线可知,电阻为300Ω时,对应的压力为F=100N,故G总=F=100N,
m总===10kg,
m水=m总-m容10kg-1kg=9kg.
答:(1)秤盘对压力传感器R的压强是1.5×105Pa;
(2)该电子秤最多能称量9kg的水.
解析分析:(1)容器对传感器的压力就等于容器和水的总重力,压力除以受力面积即传感器的上表面积,就是压强.
(2)根据电流和电压求出电阻.对照表格找出这个电阻对应的压力,压力等于容器和水的总重力,除以g求出总质量,减去容器的质量,就是水的质量.
点评:此题是一道学科综合题,考查了体积、压强、电阻、质量的计算.关键是相关知识的灵活运用,难点是根据表格信息得出压力传感器R的电阻与所受压力的关系.