有一種測(cè)量人的體重和身高的電子秤,其測(cè)體重部分的原理圖如圖所示的虛線框所示,它主要由三部分構(gòu)成:踏板、壓力杠桿ABO和壓力傳感器R(電阻值會(huì)隨所受壓力大小發(fā)生變化的可變電阻),顯示體重大小的儀表(實(shí)質(zhì)是電流表).其中AO:BO=5:1,且已知壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關(guān)系如下表所示.
電壓F/N 0 50 100 150 200 250 300
電阻R/Ω 300 270 240 210 180 150 120
設(shè)踏板和杠桿組件的質(zhì)量可以忽略不計(jì),接通電源后,壓力傳感器兩端的電壓恒為4.68V,取g=10N/kg.請(qǐng)回答:
(1)該秤零起點(diǎn)(即踏板空載時(shí))的刻度線應(yīng)標(biāo)在電流表刻度盤
15.6
15.6
mA處.
(2)壓力傳感器的電阻R與其所受的壓力F的關(guān)系式是
R=300-0.6F
R=300-0.6F

(3)如果某人站在該秤踏板上,電流表刻度盤的示數(shù)為20mA,這個(gè)人的體重是
550N
550N
N.
(4)若該秤的最大稱量值是200kg,則儀表A的量程應(yīng)選多大?(寫出解題過程,可供選擇的電流表為:0~60mA、0~100mA、0~200mA.)
分析:(1)踏板空載時(shí),通過表中信息可以得出電阻大小,利用歐姆定律可以求電流;
(2)觀察表格中的數(shù)據(jù)可知,壓力每增大50N,壓力傳感器的電阻減小30Ω,據(jù)此可歸納出R隨壓力F變化的函數(shù)關(guān)系式;
(3)根據(jù)電壓與電流可求出此時(shí)壓力傳感器的電阻值,再依據(jù)表中的變化規(guī)律可求出此時(shí)作用在A點(diǎn)的壓力的大小,最后根據(jù)杠桿的平衡條件得出作用在B點(diǎn)的人的體重;
(4)已知人的體重G根據(jù)杠桿的平衡條件求出壓力傳感器R表面承受的壓力,再根據(jù)壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關(guān)系求出壓力和電阻的關(guān)系式,進(jìn)一步求出壓力傳感器R的電阻,最后根據(jù)歐姆定律求出電流表示數(shù)的最大值即可判斷電流表的量程.
解答:解:(1)讀表格可知,當(dāng)壓力為0時(shí),壓力傳感器的電阻為300Ω,則踏板空載時(shí)電流表讀數(shù)為I=
U
R
=
4.68V
300Ω
=0.0156A=15.6mA;
(2)分析數(shù)據(jù)可知,當(dāng)F每增大50N時(shí),電阻R減小30Ω,因?yàn)殡娮璧淖畲笾禐?00Ω,所以歸納得電阻R隨壓力F變化的函數(shù)關(guān)系式為:R=300-
30
50
F=300-0.6F;
(3)當(dāng)電流為20mA時(shí),壓力傳感器的電阻為R1=
U
I1
=
4.68V
0.02A
=234Ω,
根據(jù)R隨壓力F的變化函數(shù)關(guān)系R=300-0.6F得,
F1=
300-R1
0.6
=
300-234
0.6
=110N,
設(shè)人的體重為G,根據(jù)杠桿的平衡條件得,F(xiàn)1?AO=G?BO
解得,G=
F1?AO
BO
=110N×
5
1
=550N.
(4)根據(jù)F×AO=G×BO得,人的體重G作用在壓力傳感器R表面上的壓力為:
F=mg×
BO
AO
=200kg×10N/kg×
1
5
=400N;
根據(jù)R隨壓力F的變化函數(shù)關(guān)系R=300-0.6F得:
壓力傳感器R的電阻為R=300-0.6×400=60Ω,
所以此時(shí)電流表的示數(shù)為I=
U
R
=
4.68V
60Ω
=0.078A=78mA.
∵60mA<78mA<100mA;
∴儀表A的量程為0~100mA.
故答案為:(1)15.6;(2)R=300-0.6F;(3)550N;(4)儀表A的量程為0~100mA.
點(diǎn)評(píng):本題考查了杠桿的平衡條件的應(yīng)用和歐姆定律的計(jì)算,關(guān)鍵是相關(guān)知識(shí)的靈活運(yùn)用,難點(diǎn)是根據(jù)表格信息得出壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關(guān)系表達(dá)式.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來源: 題型:

(2011?衡陽)有一種測(cè)量人的體重和身高的電子秤,其測(cè)體重部分的原理如圖中的虛線框所示,它主要由三部分構(gòu)成:踏板和壓力杠桿ABO,壓力傳感器R(電阻值會(huì)隨所受壓力大小發(fā)生變化的可變電阻),顯示體重大小的儀表A(實(shí)質(zhì)是電流表).其中AO:BO=5:1,壓力傳感器R表面能承受的最大壓強(qiáng)為2×106Pa,且已知壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關(guān)系如下表所示.
壓力F/N 0 50 100 150 200 250 300
電阻R/Ω 300 270 240 210 180 150 120
設(shè)踏板和杠桿組件的質(zhì)量可以忽略不計(jì),接通電源后,壓力傳感器兩端的電壓恒為4.8V.請(qǐng)回答:
(1)踏板空載時(shí),電流表讀數(shù)是多少mA?
(2)若壓桿與壓力傳感器之間的接觸面積是2×10-4m2,則該秤的最大稱量值是多少?
(3)為了把電流表A的表盤改裝成電子秤表盤,我們需要確定踏板上人的體重G與電流表的示數(shù)I的關(guān)系.請(qǐng)你寫出這個(gè)關(guān)系式.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:

有一種測(cè)量人的體重和身高的電子秤,其測(cè)體重部分的原理圖如圖中的虛線框所示,它主要由三部分構(gòu)成:踏板和壓力杠桿ABO,壓力傳感器R(電阻值會(huì)隨所受壓力大小發(fā)生變化的可變電阻),顯示體重大小的儀表A(實(shí)質(zhì)是電流表).其中AO:BO=5:1,壓力傳感器R表面能承受的最大壓強(qiáng)為2×106Pa,且已知壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關(guān)系如下表所示.
壓力F/N 0 50 100 150 200 250 300
電阻R/Ω 300 270 240 210 180 150 120
設(shè)踏板和杠桿組件的質(zhì)量可以忽略不計(jì),接通電源后,壓力傳感器兩端的電壓恒為4.68V,取g=10N/kg.請(qǐng)回答:
(1)該秤零起點(diǎn)(即踏板空載時(shí))的刻度線應(yīng)標(biāo)在電流表刻度盤多少毫安處?
(2)如果某人站在該秤踏板上,電流表刻度盤的示數(shù)為20mA,這個(gè)人的體重是多少?
(3)若壓桿與壓力傳感器之間的接觸面積是2cm2,則該秤的最大稱量值是多少?

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:

(2012?西青區(qū)一模)有一種測(cè)量人的體重和身高的電子秤,其測(cè)體重部分的原理如圖中的虛線框所示,它主要由三部分構(gòu)成:踏板和壓力杠桿ABO,壓力傳感器R(電阻值會(huì)隨所受壓力大小發(fā)生變化的可變電阻),顯示體重大小的儀表A(實(shí)質(zhì)是電流表).其中AO:BO=5:1,壓力傳感器R表面能承受的最大壓強(qiáng)為2×106Pa,且已知壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關(guān)系如下表所示.
壓力F/N 0 50 100 150 200 250 300
電阻R/Ω 300 270 240 210 180 150 120
設(shè)踏板和杠桿組件的質(zhì)量可以忽略不計(jì),接通電源后,壓力傳感器兩端的電壓恒為4.8V.請(qǐng)回答:
(1)踏板空載時(shí),電流表讀數(shù)是多少mA?
(2)若壓桿與壓力傳感器之間的接觸面積是2×10-4m2,則該秤的最大稱量值是多少?
(3)一個(gè)體重為500N的中學(xué)生站在此臺(tái)秤上,電流表讀數(shù)應(yīng)為多少?

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:

(2012?白下區(qū)一模)有一種測(cè)量人的體重和身高的電子秤,其測(cè)體重部分的原理如圖中的虛線框所示,它主
要由三部分構(gòu)成:踏板和壓力杠桿ABO,壓力傳感器R(電阻值會(huì)隨所受壓力大小發(fā)生變化的可變電阻),顯示體重大小的儀表(實(shí)質(zhì)是電流表).其中AO:BO=4:1,壓力傳感器R表面能承受的最大壓強(qiáng)為2×106Pa,且已知壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關(guān)系如下表所示.
壓力F/N 0 50 100 150 200 250 300
電阻R/Ω 300 270 240 210 180 150 120
設(shè)踏板和杠桿組件的質(zhì)量可以忽略不計(jì),接通電源后,壓力傳感器兩端的電壓恒為4.8V.請(qǐng)回答:
(1)踏板空載時(shí),電流表讀數(shù)是
16
16
mA.
(2)若壓桿與壓力傳感器之間的接觸面積是2×10-4m2,則該秤的最大稱量值是多少Kg?
(3)為了把電流表A的表盤改裝成電子秤表盤,我們需要確定踏板上人的體重G與電流表的示數(shù)I的關(guān)系.請(qǐng)你根據(jù)題中壓力F與電阻R的相關(guān)信息,推導(dǎo)出電流表的示數(shù)I與體重G的關(guān)系式(要求寫出主要的推導(dǎo)過程).

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案