Question

【題目】某體育運動中心為了研究蹦床運動員的訓(xùn)練情況，在蹦床上接入壓力傳感器，壓力傳感器所在電路如圖甲。已知某運動員質(zhì)量為60kg，某次從距離蹦床一定高度處跳下的過程中，研究得到電路中兩個電壓表讀數(shù)與電路中電流之間的關(guān)系如圖乙所示，壓力傳感器的電阻與所受壓力之間關(guān)系如圖丙。

試計算

(1)定值電阻R2的阻值；

(2)壓力傳感器的最大電功率；

(3)當電路中電流達到最大時，運動員受到的合力為多少N?

Answer 1

【答案】(1)；(2)12W；(3)200N

【解析】

(1)由圖甲知，壓力傳感器與、串聯(lián)，電壓表測的是兩端的電壓，電壓表測的是壓力傳感器、兩端的電壓，電流表測的是整個電路的電流，由丙圖知，壓力傳感器的電阻隨壓力的增大而減小，當運動員從某一高度跳下時，對傳感器的壓力增大，其阻值減小，電壓的示數(shù)逐漸增大，而電壓表示數(shù)逐漸減小，故由乙圖知，a代表的是電壓表的示數(shù)的變化，b代表的是電壓表的示數(shù)的變化。由乙圖知，當時，即有

①

當時，即有

②

聯(lián)立①②解得

(2)將

代入①可得電源電壓

當時，根據(jù)歐姆定律可得

當傳感器的電阻為

壓力傳感器的功率最大

(3)當電路中電流達到最大時，傳感器最到的壓力最大，由丙圖知

，

此時電路中電流最大，則有

答：(1)定值電阻R2的阻值為；

(2)壓力傳感器的最大電功率12W；

(3)運動員受到的合力為200N。