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        1. (2010?玉溪模擬)如圖甲是某同學(xué)設(shè)計的一個測量物體質(zhì)量的“托盤秤”.乙圖是壓力傳感器R的電阻值在稱量范圍內(nèi)隨所受壓力變化的圖象.杠桿ABO可繞0點轉(zhuǎn)動,用一個量程為0~3V的電壓表來顯示質(zhì)量大。阎狾A=3OB,電阻R0=150Ω.電源電壓為4.5V恒定不變,托盤和杠桿組件的質(zhì)量忽略不計.求:

          (1)簡要說明“托盤秤”的工作原理.
          (2)當(dāng)“托盤秤”上不放物體時,電壓表的示數(shù).
          (3)當(dāng)電壓表的示數(shù)為1.5V時,托盤上被測物體的質(zhì)量.
          分析:(1)由乙圖可知壓敏電阻隨壓力的增大而減小,由甲圖可知當(dāng)托盤放物體時會改變壓敏電阻的大小,從而改變電路中的電流,改變電壓表的示數(shù);
          (2)先從乙圖中讀出不放物體時壓敏電阻的阻值,再根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點和歐姆定律求出電路中的電流,進(jìn)一步根據(jù)歐姆定律求出電壓表的示數(shù);
          (3)由電壓表示數(shù)可知R0兩端的電壓,則由歐姆定律可求得電路中的電流;根據(jù)歐姆定律可求得R的阻值,再由乙圖查得該壓桿上受到的壓力;再由杠桿平衡可求得人的質(zhì)量.
          解答:解:(1)當(dāng)“托盤稱”中放物體時,壓桿產(chǎn)生壓力是物重的3倍,壓敏電阻減小,根據(jù)串聯(lián)分壓,電壓表的讀數(shù)增大.
          (2)根據(jù)乙圖,不放物體時R=450Ω,
          ∵R與R0串聯(lián),
          ∴R=R+R0=600Ω,
          電路中的電流I=
          U
          R
          =
          4.5V
          600Ω
          =0.0075A,
          電壓表的示數(shù)為U0=IR0=0.0075A×150Ω=1.125V;
          (3)當(dāng)電壓表讀數(shù)為1.5V時,
          電路中的電流I′=
          U′
          R0
          =
          1.5V
          150Ω
          =0.01A,
          壓敏電阻的阻值為R′=
          U-U′
          I′
          =
          4.5V-1.5V
          0.01A
          =300Ω,
          由圖象乙可知:F=150N,
          根據(jù)杠桿平衡條件得:F?OA=G?OB
          ∴G=
          OA
          OB
          ?F=3×150N=450N.
          ∴人的質(zhì)量:
          m=
          G
          g
          =
          450N
          10N/kg
          =45kg
          答:(1)當(dāng)“托盤稱”中放物體時,壓桿產(chǎn)生壓力是物重的3倍,壓敏電阻減小,根據(jù)串聯(lián)分壓,電壓表的讀數(shù)增大;
          (2)當(dāng)“托盤秤”上不放物體時電壓表的示數(shù)為1.125V.
          (3)當(dāng)電壓表的示數(shù)為1.5V時,托盤上被測物體的質(zhì)量為45kg.
          點評:本題考查了學(xué)生對杠桿平衡條件、串聯(lián)電路的電壓特點、歐姆定律的了解與掌握,關(guān)鍵是能從圖象中得出需要的信息和靈活的運(yùn)用公式.
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