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

发布时间:2020-07-29 04:43:38

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4.8V.请回答:
(1)踏板空载时,电流表读数是多少mA?
(2)若压杆与压力传感器之间的接触面积是2×10-4m2,则该秤的最大称量值是多少?
(3)一个体重为500N的中学生站在此台秤上,电流表读数应为多少?

网友回答

解:(1)踏板空载时电流表读数:
I===0.016A=16mA;
(2)根据p=可得:
压力传感器R表面能承受的最大压力F=pS=2×106Pa×2×10-4m2=400N
根据F×AO=F′×BO得:
该秤的最大称量值为F′=F×=400N×=2000N;
(3)中学生站在此台秤上时,压力传感器受到的压力:
F==500N×=100N,
由表格查出此时电阻值为240Ω,则
电流表的读数I===0.02A=20mA.
答:(1)踏板空载时,电流表读数是16mA;
(2)该秤的最大称量值是2000N;
(3)一个体重为500N的中学生站在此台秤上,电流表读数应为20mA.解析分析:(1)踏板空载时,通过表中信息可以得出电阻大小,利用欧姆定律可以求电流;(2)利用压强公式求出压力传感器R表面能承受的最大压力,再根据杠杆的平衡条件求出该秤的最大称量值;(3)根据杠杆的平衡条件求出压力传感器受到的压力,由表格得出此时压力传感器R的电阻,再根据欧姆定律求出电流表的读数.点评:本题考查了杠杆的平衡条件的应用和欧姆定律的计算,关键是相关知识的灵活运用和从表格中得出相关的信息.
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