Question

【题目】如图1所示是某电子秤的原理图，电流表的量程为0﹣100mA（能显示物体的质量大小），称盘与压杆质量均忽略不计，电源电压恒定，R0=80Ω，如图2所示是压力传感器R的阻值随所受压力F的变化图象．（g取10N/kg）
（1）称量时，质量越大，R的阻值 ， 电路中的电流 ． （两空均选填“越大”或“越小”）
（2）当称盘中不放物体时，电流表的示数为40mA，则电源电压是多少？
（3）该电子秤能称量的最大质量是多少？
（4）若把定值电阻R0换成定值电阻R1 ， 且R1小于R0 ， 其他条件不变，该电子秤的称量范围将（选填“变大”、“变小”或“不变”）．

Answer 1

【答案】
（1）越小；越大
（2）解：由图2可知，称盘中不放物体时，压力F=0N，传感器的电阻R=220Ω，

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

所以，电源的电压：U=I（R+R0）=40×10﹣3A×（220Ω+80Ω）=12V

（3）解：当电路中的电流为100mA时，该电子秤能称量的质量最大，

此时电路中的总电阻：

R总= = =120Ω，

此时压力传感器的电阻：R′=R总﹣R0=120Ω﹣80Ω=40Ω，

由图2可知，R=40Ω时，受到的压力为450N，

由G=mg可得，该电子秤能称量的最大质量：

m= = =45kg

（4）变小
【解析】解：由电路图可知，压力传感器电阻R与定值电阻R0串联，电流表测电路中的电流．（1）称量时，质量越大，物体的重力越大， 因水平面上物体的压力和自身的重力相等，所以，压力传感器所受的压力越大，
由图2可知，压力越大时，压力传感器的阻值越小，电路中的总电阻越小，
由I= 可知，电路中的电流越大；（4）电源电压和电路中的最大电流是一定的，根据R= 可知，电路中的最小总电阻是一定的；
当把定值电阻R0换成较小的定值电阻R1后，要保证最小总电阻不变，则压敏电阻R的阻值变大；
压敏电阻R的阻值变大，由图象可知，压敏电阻受到的压力变小，即称量物体的最大重力变小，称量物体的最大质量变小；所以，该电子秤的称量范围将变小．
答：（1）越小；越大；（2）电源电压是12V；（3）该电子秤能称量的最大质量是45kg；（4）变小．
【考点精析】解答此题的关键在于理解欧姆定律及其应用的相关知识，掌握欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）．