小丽设计了一个防踩踏模拟*装置,工作原理如图*所示。ABO为一水平杠杆,O为支点,OA:OB=5:1,当水平...
问题详情:
小丽设计了一个防踩踏模拟*装置,工作原理如图*所示。ABO为一水平杠杆,O为支点,OA:OB=5:1,当水平踏板所受压力增大,电压表示数达到6V时,*器R0开始发出*信号。已知电路中电源电压为8V,R0的阻值恒为15Ω,压力传感器R固定放置,其阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示,踏板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。试问:
(1)由图乙可知,压力传感器R的阻值随压力F的增大而 减小 ;
(2)当踏板空载时,闭合开关,电压表的示数为多少?
(3)当*器开始*时,踏板设定的最大压力值为多少?
(4)若电源电压略有降低,为保**器仍在踏板原设定的最大压力值时*,踏板触点B应向 左 (选填“左”或“右”)移动,并简要说明理由。
【回答】
(1)减小;(2)电压表的示数为3V;(3)踏板设定的最大压力值为40N;(4)左;理由见解答。
【解析】:(1)如图乙所示,当压力增大时,传感器的电阻值会减小;
(2)闭合开关时,压力传感器和*器串联,由图乙可知当踏板空载时,压力传感器的电阻为R=25Ω,
此时电路中的电流I0.2A,
由I得:
*器两端的电压U0=IR0=0.2A×15Ω=3V,即电压表示数;
(3)*器R0开始发出*信号时,U0′=6V,此时电路中的电流I′0.4A,
传感器两端的电压U传=U﹣U0′=8V﹣6V=2V,
传感器的阻值R′5Ω,由图象可知当传感器的阻值为5Ω时,对应的压力为8N,
根据杠杆平衡条件可得:F压×OA=F踏×OB,即8N×5=F踏×1,解得F踏=40N;
(4)一段时间以后电源电压会降低,R0两端分得的电压减低,根据串联电路的分压特点可知,应减小压敏电阻分担的电压,保*R0两端分得的电压不变,此时就应该减小压敏电阻的阻值,因电阻值随所受压力的增大而减小,所以应该增大压杆对传感器的压力,由杠杆平衡条件F压×OA=F踏×OB可知,OA不变,F踏不变,所以F压和OB成正比,要增大压杆对传感器的压力,应增大OB,即把踏板触点B向左移动。
知识点:九年级下
题型:计算题