Question

小偉在科技活動中接觸到一種叫“壓力傳感器”的電學(xué)元件，發(fā)現(xiàn)它實際上是一種阻值會隨所受壓力大小發(fā)生變化的電阻．經(jīng)過查詢資料，他設(shè)計了一種簡易的電子秤，其原理如圖所示．所用壓力傳感器面積為5×10^-4米²，電源電壓為24伏，容器的質(zhì)量為1千克，容器的底面積為400×10^-4米²，壓力傳感器電阻與所受壓力的關(guān)系如表所示．

壓力F（牛）		49	98	147	196	245	294	…
電阻R（歐）	500	380	300	245	200	170	150	…

求：（1）容器內(nèi)盛有5千克水時，這些水的體積為多少？
（2）當(dāng)容器與水的總重為100牛時，容器對壓力傳感器R的壓強(qiáng)是多大？
（3）當(dāng)電流表示數(shù)為0.12安時，容器內(nèi)水的質(zhì)量為多少千克？

Answer 1

【答案】分析：（1）用水的質(zhì)量除以水的密度就是水的體積．
（2）容器對傳感器的壓力就等于容器和水的總重力，壓力除以受力面積即傳感器的上表面積，就是壓強(qiáng)．
（3）根據(jù)電流和電壓求出電阻．對照表格找出這個電阻對應(yīng)的壓力，壓力等于容器和水的總重力，除以g求出總質(zhì)量，減去容器的質(zhì)量，就是水的質(zhì)量．
解答：解：（1）水的體積
（2）容器對壓力傳感器R的壓強(qiáng)P=
（3）當(dāng)電流表示數(shù)為0.12安時，壓力傳感器的電阻
由圖表可知，電阻為200Ω時，傳感器受到的壓力F′=196N
容器和水的總重力G′=F′=196N
容器和水的總質(zhì)量
容器內(nèi)水的質(zhì)量m_水′=m′-m_器=20kg-1kg=19kg
答：（1）水的體積是5×10^-3m³；
（2）容器對傳感器的壓強(qiáng)是2×10⁵Pa；
（3）當(dāng)電流表示數(shù)為0.12安時，容器內(nèi)水的質(zhì)量為19kg．
點評：此題是一道學(xué)科綜合題，考查了體積、壓強(qiáng)、電阻、質(zhì)量的計算．