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某电子体重秤的工作原理如图甲所示,R2为阻值已知的定值电阻,R1的阻值随其所受压力F的变化而变化,二者的关系图象如图乙所示,体重秤可根据电流表的示数换算出人体重的大小.若电

题目详情
某电子体重秤的工作原理如图甲所示,R2为阻值已知的定值电阻,R1的阻值随其所受压力F的变化而变化,二者的关系图象如图乙所示,体重秤可根据电流表的示数换算出人体重的大小.若电源两端电压U保持不变,F0、R0均为已知,电流表能测量的最大电流为I0,设踏板的质量忽略不计,则该体重秤能称量的重力最大值为Fm=
F0+
F0R2
R0
-
F0U
I0R0
F0+
F0R2
R0
-
F0U
I0R0
(用F0、R0、I0、R2和U来表示)
▼优质解答
答案和解析
由图乙可知,R1的电阻随压力的增大而减小,当甲图中的电流最大时,体重秤能称量的重力最大,
根据欧姆定律可得,甲图中的最小总电阻:
R=
U
I0

∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴R1的最小阻值:
R1=R-R2=
U
I0
-R2
图乙中,R1与F成线性函数,可设R1=kF+b,图象经(0,R0),(F0,0)两点,
则R0=b,0=kF0+b,即k=-
R0
F0

则R1=-
R0
F0
F+R0
最大称量时,
R1=-
R0
F0
F+R0=
U
I0
-R2
整理可得:F=F0+
F0R2
R0
-
F0U
I0R0

故答案为:F0+
F0R2
R0
-
F0U
I0R0