(2008•滨州)有一种测量人的体重的电子秤,其测量部分的原理如图中虚线框里的内容所示.它主要有四部分构成:踏板和压力杠

(2008•滨州)有一种测量人的体重的电子秤,其测量部分的原理如图中虚线框里的内容所示.它主要有四部分构成:踏板和压力杠杆OAB(可绕O点转动)、定值电阻R0、压力传感器R(其电阻值会随所受压力大小发生变化,变化关系如下表)、显示质量大小的仪表V(实质示一个量程为0~3V的电压表).已知OB:OA=1:4,电源电压恒为3V,忽略踏板、杠杆及压杆的重力,g取 10N/Kg.
压力F/N 0 50 100 150 200 250 300
电阻R/Ω 300 250 200 150 100 50 0
(1)当踏板空载时,电压表的示数为0.75V,求定值电阻R0的大小.
(2)当某同学站在踏板上时,电压表显示为1.2V,此时压力传感器R的阻值多大?该同学体重是多少Kg?
流水飞鸿 1年前 已收到1个回答 举报

kangroy 幼苗

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解题思路:(1)由上表可得电阻R的阻值;由图可知R0与R串联,则由串联电路的电压规律可得R两端的电压,由欧姆定律可求得电路中电流,再对R0由欧姆定律可求得R0的阻值;(2)由电压表示数可求得R0两端的电压,则由欧姆定律可求得电路中的电流;则由欧姆定律可求得R的阻值,由上表可查得该压杆上受到的压力;再由杠杆平衡可求得人的质量.

(1)由上表可知踏板空载时压力传感器R的阻值为300Ω;
由电路图可知,R及R0串联,电压表并联在电阻R0两端,因电压表示数为0.75V,则由串联电路的电压规律可求得R两端的电压U1=U-U0
则对R由欧姆定律可得:
电路中电流I=
U1
R=
U−U0
R=
3V−0.75V
300Ω=0.0075A;
则可得R0的阻值为:
R0=
U0
1=[0.75V/0.0075A]=100Ω;
(2)对R0由欧姆定律可得:I1=
U1′
R0=
1.2V
100Ω=0.012A;
则此时电阻R的阻值R=[3V−1.2V/0.012A]=150Ω;
查表可得,此时压杆上承受的压力为150N;
根据杠杆平衡条件得:F•OA=G•OB
∴G=[OA/OB]•F=4×150N=600N.
∴人的质量:
m=[G/g=
600N
10N/kg]=60kg;
答:(1)R0的阻值为100Ω;(2)人的质量为60Kg.

点评:
本题考点: 欧姆定律的应用;重力的计算;杠杆的平衡分析法及其应用;串联电路的电压规律.

考点点评: 本题巧妙地将电学知识与杠杆结合在一起,考查了杠杆平衡及电路的相关知识,是道好题.

1年前

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