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物理考题:电子体重秤的原理如图所示.R0为定值电阻.R是电阻值随所受压

2024-01-15 09:31:30信息公告216

电子体重秤的原理如图所示,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0-3V)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.ezU物理好资源网(原物理ok网)

(g=10N/kg)ezU物理好资源网(原物理ok网)

(1)空载时,电压表的示数为1V,求R0的电阻值.ezU物理好资源网(原物理ok网)

(2)该体重秤的量程是多大?ezU物理好资源网(原物理ok网)

试题答案

解:(1)体重秤空载时受到的压力为0,由图象可知,此时电阻R=240Ω,ezU物理好资源网(原物理ok网)

而电阻R0两端的电压为U1=1V,电源电压为U=9V,ezU物理好资源网(原物理ok网)

则R两端的电压为:U2=U-U1=9V-1V=8V,ezU物理好资源网(原物理ok网)

∵电阻R和定值电阻R0串联,ezU物理好资源网(原物理ok网)

∴此时电路中的电流为:I===A,ezU物理好资源网(原物理ok网)

定值电阻的阻值为:R0===30Ω.ezU物理好资源网(原物理ok网)

(2)电压表示数最大为U1′=3V时,ezU物理好资源网(原物理ok网)

而R0=30Ω,ezU物理好资源网(原物理ok网)

∴此时电路中的电流为:I′===0.1A,ezU物理好资源网(原物理ok网)

此时电阻R两端的电压为:U2′=U-U1′=9V-3V=6V,ezU物理好资源网(原物理ok网)

∴此时电阻R的阻值为:R′===60Ω,ezU物理好资源网(原物理ok网)

由图象可知此时电阻R受到的压力为900N,ezU物理好资源网(原物理ok网)

在水平面上压力和重力相等,ezU物理好资源网(原物理ok网)

∴体重秤的量程为:m===90kg.ezU物理好资源网(原物理ok网)

答:(1)定值电阻R0的电阻值为30Ω.ezU物理好资源网(原物理ok网)

(2)该体重秤的量程是0-90kg.ezU物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)从图可知,电阻R和定值电阻R0串联,电压表测量的是定值电阻两端的电压,由图象可知,当压力为0时电阻R的阻值,利用串联电路电压的特点计算出电阻R两端的电压,从而可利用公式I=计算出此时电路中的电流,又知道定值电阻R0两端的电压,可利用公式R=计算出R0的阻值.ezU物理好资源网(原物理ok网)

(2)电压表示数最大为3V,知道定值电阻R0的阻值,可利用公式I=计算出此时电路中的电流,则由串联电路电压的特点和欧姆定律可求得电阻R接入电路的电阻,由图象可求得物体的重力,最后再利用公式m=计算出质量.ezU物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题考查了串联电路电流和电压的特点,以及欧姆定律及其变形公式的灵活运用,并且能够正确分析电路图和图象,考查了学生分析图象的能力.ezU物理好资源网(原物理ok网)