Question

小雯設計了一個測量物體重力的“托盤秤”，如圖是原理示意圖，其中的托盤用來放置被測物體，OBA是可繞O點轉動的杠桿，R₁是壓力傳感器（其電阻值會隨所受壓力大小變化而變化，變化關系如下表），R₀為定值電阻,為顯示重力大小的儀表（實質是一個量程為0—3V的電壓表）。已知OB:OA=1:2，R₀=100Ω，電源電壓恒為3V（忽略托盤、杠桿及壓桿的重力）。

壓力F/N	0	50	100	150	200	250	300
電阻R1/Ω	300	250	200	150	100	50	0

(1)托盤上沒放物體時，壓力傳感器R₁的電阻值是  ______ Ω。
(2)當托盤上放被測物體時，電壓表的示數如圖所示，則此時壓力傳感器R₁上的電壓是多少？

(3)第(2)題中被測物體的重力是多少？

Answer 1

（1）壓力為0時，壓力傳感器的電阻為300Ω；（2）壓力傳感器R₁上的電壓是1V；（3）被測物體的重力是500N．

（1）由表格知，當壓力為0時，壓力傳感器的電阻R₁=300Ω
（2）電壓表量程為0～3V，則最小分度為0.1V，則示數U₀=2V；
由串聯電路的電壓規律可得：
U₁=U-U₀=3V-2V=1V；
（3）對R₁由歐姆定律可得：
I₁=I₀=U₀/R₀=2V/100Ω=0.02A；
R₁=U₁/I₁=1V/0.02A=50Ω；
查表得：F=250N；
由杠桿的平衡可得：GOB=F_lOA
G=F_lOA/OB=250N×2/1=500N；