Question

市场上使用的一种台秤，其工作原理如图1所示，电源电压为6V，并保持不变．R是一个压敏电阻，当秤盘M放上待秤物体时，物体由于重力作用对压敏电阻R产生压力F，R的阻值可随压力F大小变化而改变，如图2所示是R随F变化的一次函数图象；R₀是一个阻值为400Ω的定值电阻，它能对压敏电阻R起保护作用．G是由很小的电流控制的显示器，当电流变大时，显示器的示数也相应的随之变大．g取10N/kg．
（1）当台秤放在水平地面，秤盘M放有25kg的物体时，电路中的电流有多少mA？
（2）若电阻R₀的耐压值（即能承受的最大电压）为5V，则该台秤的最大秤量是多少kg？

Answer 1

解：（1）∵压敏电阻R受到的压力F=G=mg=250N，
从图象可得，此时压敏电阻的阻值R=200Ω；
∴I===0.01A=10mA；
（2）当U₀=5V时，此时电路中的电流I₀==A，
电路中总电阻R_总′===480Ω；
∴此时压敏电阻的阻值R′=R_总′-R₀=480Ω-400Ω=80Ω，
从图象可得：R′=300-KF，
∵当R=200Ω时，F=250N；
∴K=，
故当R=80Ω时，80=300-F，得F=550N
此时压在秤盘上的物体重力G=550N．
∴物体的质量为：m==55kg；
答：（1）电路中的电流为10mA；（2）此台秤的最大测量值为55kg．
分析：（1）由重力及压力的关系可知压敏电阻所受压力，则由图可知压敏电阻的阻值；则由欧姆定律可求得电路中的电流；
（2）由R₀的耐压值可知电路中的最大电流；则由欧姆定律可求得此时压敏电阻的阻值，则由图可知F与R的关系，则可得出F的值，即压力的最大值．
点评：本题考查欧姆定律的应用，解题的关键在于对图象的认识，能够从图象中找出有用信息及能列出相应的表达式．