Question

有一種測量壓力的測力計，其原理圖如圖所示，電源電壓為6V，并保持不變．R是一個壓敏電阻，R₀是一個阻值為400的定值電阻，它能對壓敏電阻R起保護作用．G是由量程很小的電流表改裝成的指針式測力顯示器．R的阻值可隨壓力F的大小變化而改變．其關(guān)系如下表所示且保持不變．

壓力F／N	0	50	100	150	200	250	300	……
電阻R／	300	280	260	240	220	200	180	……

(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在坐標系中畫出壓敏電阻R的阻值隨壓力F的大小變化的圖象．

(2)利用表中的數(shù)據(jù)或R的阻值隨壓力F的大小變化的圖象，歸納出R的阻值隨壓力F的大小變化的關(guān)系式．

(3)若電阻R₀的耐壓值(即能承受的最大電壓)為5 V，則該測力計的最大測量值為多少牛頓?

(4)通過推導(dǎo)壓力F的大小與電流I的關(guān)系式，說明該測力顯示器的刻度是否均勻．

Answer 1

(1)R隨壓力F變化的圖象如圖所示．

(2)通過表中數(shù)據(jù)分析可知，即壓敏電阻R的阻值與壓力F成一次函數(shù)關(guān)系，設(shè)它們的關(guān)系式為：R=kF+b，代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得：R=300―0.4F()

(3)從上式可知，當壓力增大時，壓敏電阻值減小，當電阻R₀兩端電壓U₀=5 V時，壓敏電阻兩端的電壓U₁=U一U₀=1 V  由串聯(lián)電路特點可知：  得：壓敏電阻的阻值R=80  代入關(guān)系式得測力計的最大測量值為550N． 

(4)電路中電流    聯(lián)立(2)中的關(guān)系式可得：F= (若寫成F=1750視為正確)  可見該測力計顯示器的刻度是不均勻的。