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物理考题:有一种测量人的体重的电子秤.其测量部分的原理如图中虚线框里的

2024-01-16 06:01:18信息公告921

有一种测量人的体重的电子秤,其测量部分的原理如图中虚线框里的内容所示.它主要有四部分构成:踏板和压力杠杆OAB(可绕O点转动)、定值电阻RO、压力传感器R(其电阻值会随所受压力大小发生变化,变化关系如下表)、显示质量大小的仪表V(实质是一个量程为0~3V的电压表).已知OB:OA=1:3,电源电压恒为3V,忽略踏板、杠杆及压杆的重力.Hke物理好资源网(原物理ok网)

(1)当踏板空载时,电压表的示数为0.75V,求定值电阻R0的大小.Hke物理好资源网(原物理ok网)

(2)当某同学站在踏板上时,电压表显示为1.2V,此时压力传感器R的阻值多大?该同学体重是多少㎏?

试题答案

解:(1)由乙图可知,当踏板空载时压力传感器R的阻值为300Ω;Hke物理好资源网(原物理ok网)

由甲电路图可知,R及R0串联,电压表并联在电阻R0两端,Hke物理好资源网(原物理ok网)

因电压表示数为0.75V,Hke物理好资源网(原物理ok网)

则由串联电路的电压规律可求得R两端的电压U1=U-U0Hke物理好资源网(原物理ok网)

则对R由欧姆定律可得:Hke物理好资源网(原物理ok网)

电路中电流I====0.0075A;Hke物理好资源网(原物理ok网)

则可得R0的阻值为:Hke物理好资源网(原物理ok网)

R0===100Ω.Hke物理好资源网(原物理ok网)

(2)对R0由欧姆定律可得:I1===0.012A;Hke物理好资源网(原物理ok网)

则此时电阻R的阻值R==150Ω;Hke物理好资源网(原物理ok网)

查图象可得,此时压杆上承受的压力为200N;Hke物理好资源网(原物理ok网)

根据杠杆平衡条件得:F?OA=G?OBHke物理好资源网(原物理ok网)

∴G=?F=3×200N=600N.Hke物理好资源网(原物理ok网)

∴人的质量:Hke物理好资源网(原物理ok网)

m===60kg; Hke物理好资源网(原物理ok网)

答:(1)定值电阻R0的大小为100Ω;Hke物理好资源网(原物理ok网)

(2)当某同学站在踏板上时电压表显示为1.2V时压力传感器R的阻值为150Ω,该同学体重是60㎏.Hke物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)由乙图可知踏板空载时压力传感器R的阻值,由图甲可知R0与R串联,则由串联电路的电压规律可得R两端的电压,由欧姆定律可求得电路中电流,再对R0由欧姆定律可求得R0的阻值;Hke物理好资源网(原物理ok网)

(2)由电压表示数可求得R0两端的电压,则由欧姆定律可求得电路中的电流;则由欧姆定律可求得R的阻值,由图象得该压杆上受到的压力;再由杠杆平衡可求得人的质量.Hke物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题考查了杠杆的平衡条件的应用和欧姆定律的计算以及串联电路的特点,关键是相关知识的灵活运用和根据图象得出相关信息.Hke物理好资源网(原物理ok网)