Question

【題目】小麗設(shè)計(jì)了一個(gè)防踩踏模擬報(bào)警裝置，工作原理如圖甲所示：ABO 為一水平杠桿，O 為支點(diǎn)，OA：OB=5：1，當(dāng)水平踏板所受壓力增大，電壓表示數(shù)達(dá)到 6V 時(shí)，報(bào)警器 R0開始發(fā)出報(bào)警信號(hào)。已知電路中電源電壓為 8V，R0 的阻值恒為 15Ω，壓力傳感器 R 固定放置，其阻值隨所受壓力 F 變化的關(guān)系如圖乙所示，踏板、壓桿和杠桿的質(zhì)量均忽略不計(jì)。試問：

(1)由圖乙可知，壓力傳感器 R 的阻值隨壓力 F 的增大而______；

(2)當(dāng)踏板空載時(shí)，閉合開關(guān)，電壓表的示數(shù)為多少______？

(3)當(dāng)報(bào)警器開始報(bào)警時(shí)，踏板設(shè)定的最大壓力值為多少______？

(4)若電源電壓略有降低，為保證報(bào)警器仍在踏板原設(shè)定的最大壓力值時(shí)報(bào)警，則踏板觸點(diǎn) B應(yīng)向______（選填“左”或“右”）移動(dòng)。

Answer 1

【答案】減小 3V 40N 左

【解析】

(1)[1]由圖乙可知，壓力傳感器R的阻值隨壓力F的增大而減小。

(2)[2]當(dāng)踏板空載時(shí)，閉合開關(guān)，壓力傳感器R與報(bào)警器R0串聯(lián)，電壓表測量報(bào)警器R0兩端電壓，此時(shí)電路電流為

電壓表的示數(shù)為

(3)[3]當(dāng)報(bào)警器開始報(bào)警時(shí)，電壓表示數(shù)達(dá)到6V時(shí)，則電路電流為

則此時(shí)壓力傳感器R的電阻為

根據(jù)圖表可知此時(shí)水平杠桿A端的壓力為8N，由杠桿平衡條件

則踏板設(shè)定的最大壓力值為

(4)[4]若電源電壓略有降低，根據(jù)串聯(lián)電路電阻分壓特點(diǎn)，則壓力傳感器R的阻值應(yīng)減小，則作用在水平杠桿A端的壓力應(yīng)增加，為保證報(bào)警器仍在踏板原設(shè)定的最大壓力值時(shí)報(bào)警，則踏板觸點(diǎn)B應(yīng)向左移動(dòng)以增加動(dòng)力臂。