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(2009•泉州)小华同学设计了一个测量压力的压力计,如图甲是其原理示意图,杠杆ABO可绕0点转动,R为压力传感器,当压力作用在托盘上,R的电阻值就会随所受压力大小发生变化,电压表

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(2009•泉州)小华同学设计了一个测量压力的压力计,如图甲是其原理示意图,杠杆ABO可绕0点转动,R为压力传感器,当压力作用在托盘上,R的电阻值就会随所受压力大小发生变化,电压表用来显示压力的大小.已知OA:OB=3:1,压力传感器R的电阻值随所受压力变化的图象如图乙所示.电源电压3V恒定不变,托盘和杠杆组件的质量忽略不计.求:
(1) 当托盘受到的压力为0时,电压表的示数0.75V,求R两端的电压及定值电阻R0大小?
(2) 当托盘上受到的压力是300N时,压杆对压力传感器的压力是多少?此时电压表的示数是多少?
▼优质解答
答案和解析
(1)∵F=0N时:R=300Ω,电压表示数U1=0.75V,
∴电阻R两端的电压UR=U-U1=3V-0.75V=2.25V.
所以电路电流为I=
UR
R
=
2.25V
300Ω
=0.0075A,
所以电阻R0=
U1
I
=
0.75V
0.0075A
=100Ω.
答:R两端的电压为2.25V,定值电阻R0大小为100Ω.
(2)∵FAOA=FBOB
∴FA=FB
OB
OA
=300N×
1
3
=100N,
∴从图象可知R1=200Ω,
又R=R0+R1=100Ω+200Ω=300Ω,
∴电路总电流I=
U
R
=
3V
300Ω
=10-2A,
则此时电压表的示数:U2=IR0=10-2A×100Ω=1V.
答:电压表的示数为1V.
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