Question

【题目】（7分）在课外实践活动中，同学们开展了应用电路的设计活动．

（1）小明设计了四种装置测定风速的大小，如上图所示．图中探头、金属杆和滑动变阻器的滑片P相连，可上下移动．现要求：当风吹过探头时，滑动变阻器R2的滑片P向上移动，且风速越大风速计（由电表改装而成）的示数越大，符合上述要求的电路是（ ）

（2）小刚设计的电子体重秤的原理如下图所示，R0为定值电阻，R是电阻值随所受压力大小发生变化的可变电阻，更换电压表（量程为3V）的表盘后可直接显示人体质量大小．已知R的电阻与所受压力F变化的关系如图象所示．设踏板的质量忽略不计，电源电压保持9V不变，g="10" N/kg ．

①空载时，电压表的示数为1V，求R0的电阻值 .

②如果保持体重秤结构和电压表量程不变，将电阻R0换掉，使体重秤的量程增大20 kg，计算说明：应使用多大的定值电阻替换R0？

③改装后的体重秤电路总功率变化范围是多大？

Answer 1

【答案】（1）B （2分）

（2）1R0=30Ω(得1分）

2求出体重秤的最大质量为1100kg（得1分）、R0=10Ω（得1分）

③P最小=0.324W（得1分） 、 P最大=2.7W（得1分）

【解析】试题分析：（1）符合上述要求的电路是B。因为探头只有上凸下平，当当风吹过探头时，上方流速大压强小，小于下方压强，探头才会向上运动，且带动滑动变阻器R2的滑片P向上移动；当风速越大时，滑动变阻器接入电路的阻值越小，由串联分压U1/U2=R1/R2可知，电压表的示数越大，

（2）小刚设计的电子体重秤的原理如下图所示，R0为定值电阻，R是电阻值随所受压力大小发生变化的可变电阻，更换电压表（量程为3V）的表盘后可直接显示人体质量大小．已知R的电阻与所受压力F变化的关系如图象所示．设踏板的质量忽略不计，电源电压保持9V不变，g="10" N/kg ．

①空载时，R的阻值最大为240Ω，

此时电路中的电流为 I=UR/R=(9V-1V）/240Ω=(1/30)A；

R0的电阻值为R0=U0/I=1V/ (1/30)A=30Ω.

②当电压表的示数最大时，所测物体的重力最大，

此时的电流为 I/= U0/R0=3V/30Ω=(1/10)A，

R的阻值R/= UR//I/=(9V-3V）/ (1/10)A=60Ω，

对应的压力为900N；

如果使体重秤的量程增大20 kg，则对应的压力为1100N，此时对应的阻值为R//=20Ω.

此时的电流为 I//= UR//R//=(9V-3V）/ 20Ω=0.3A，

应使用的定值电阻R0/=U0/ I//=3V/ 0.3A="10Ω."

③改装后的体重秤电路最小功率为P最小=U2/（R+ R0/）=(9V)2/(240Ω+10Ω)= =0.324W；

改装后的体重秤电路最大功率为P最大=U2/（R//+ R0/）=(9V)2/(20Ω+10Ω)=2.7W；