壓力傳感器是電子秤中的測力裝置,可視爲阻值隨壓力而變化的壓敏電阻.小剛從某廢舊電子秤上拆下一個壓力傳感器,探究...
問題詳情:
壓力傳感器是電子秤中的測力裝置,可視爲阻值隨壓力而變化的壓敏電阻.小剛從某廢舊電子秤上拆下一個壓力傳感器,探究其阻值與所受壓力大小(不超過250N)的關係,如圖所示是小剛設計的實驗電路圖.電源電壓恆定,R0爲定值電阻,R1爲壓力傳感器.
(1)連接電路時開關應__________電路中R0的作用是_____________.
(2)閉合開關,發現電流表無示數,電壓表示數接近電源電,電路出現的故障是_________;排除故障後,逐漸增大R1受到的壓力,閉合開關,讀出電流表和電壓表的示數,計算出對應的R1的阻值,記錄如下表所示,第5次測深時,電壓表示數爲4V.電流表示數爲02A.此時R1的阻值爲_______.請根據表中的數據在圖中畫出R1隨F變化的關係圖像
(___________)
次數 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
F/N | 0 | 50 | 100 | 150 | 200 | 250 |
R1/Ω | 60 | 50 | 40 | 30 | 10 |
(3)透過實驗探究可歸納出, R1的阻值隨壓力F大小變化的關係式爲_____________.當R1的阻值爲32時,R1上受到的壓力是__________N,若此壓力爲壓力傳感器在電子稱正常工作時受到的壓力,則電子秤應顯示_______________kg
【回答】
斷開 保護電路 R1斷路 20 R1=60-0.2F 140 14
【詳解】
第一空.爲了保護電路,連接電路時,開關應斷開;
第二空.因爲串聯電阻起分壓作用,所以電路中串聯電阻R0是爲了保護電路;
第三空.電流表無示數,電路發生斷路,電壓表等於電源電壓,則與電壓表並聯的電阻絲R1斷路;
第四空.根據歐姆定律 知,第5次電阻值爲:
第五空.把壓力大小作爲橫座標,把電阻大小作爲縱座標,在座標系中描點連線即可得壓敏電阻R1的阻值隨壓力F的大小變化的圖象,如圖:
第六空.根據R1的阻值隨壓力F的大小變化的圖象可知,壓敏電阻R1的阻值與壓力F成一次函數關係,設它們的關係式爲:
R1=kF+b-------①.
把F=50N,R1=50Ω和F=100N,R1′=40Ω代入①式可得:
50=50k+b-------②
40=100k+b--------③
聯立方程②③可得:k=-0.2,b=60,
所以它們的關係式爲R1=60-0.2F;
第七空.把R=32Ω代入R1=60-0.2F:
即32=60-0.2F
解得F=140N
第八空.因爲壓力等於重力,所以G=F=140N
物體的質量:
知識點:歐姆定律
題型:實驗,探究題