Question

【題目】如圖1所示是某電子秤的原理圖，電流表的量程為0﹣100mA（能顯示物體的質量大小），稱盤與壓桿質量均忽略不計，電源電壓恒定，R0=80Ω，如圖2所示是壓力傳感器R的阻值隨所受壓力F的變化圖象．（g取10N/kg）
（1）稱量時，質量越大，R的阻值 ， 電路中的電流 ． （兩空均選填“越大”或“越小”）
（2）當稱盤中不放物體時，電流表的示數為40mA，則電源電壓是多少？
（3）該電子秤能稱量的最大質量是多少？
（4）若把定值電阻R0換成定值電阻R1 ， 且R1小于R0 ， 其他條件不變，該電子秤的稱量范圍將（選填“變大”、“變小”或“不變”）．

Answer 1

【答案】
（1）越小；越大
（2）解：由圖2可知，稱盤中不放物體時，壓力F=0N，傳感器的電阻R=220Ω，

因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，

所以，電源的電壓：U=I（R+R0）=40×10﹣3A×（220Ω+80Ω）=12V

（3）解：當電路中的電流為100mA時，該電子秤能稱量的質量最大，

此時電路中的總電阻：

R總= = =120Ω，

此時壓力傳感器的電阻：R′=R總﹣R0=120Ω﹣80Ω=40Ω，

由圖2可知，R=40Ω時，受到的壓力為450N，

由G=mg可得，該電子秤能稱量的最大質量：

m= = =45kg

（4）變小
【解析】解：由電路圖可知，壓力傳感器電阻R與定值電阻R0串聯，電流表測電路中的電流．（1）稱量時，質量越大，物體的重力越大， 因水平面上物體的壓力和自身的重力相等，所以，壓力傳感器所受的壓力越大，
由圖2可知，壓力越大時，壓力傳感器的阻值越小，電路中的總電阻越小，
由I= 可知，電路中的電流越大；（4）電源電壓和電路中的最大電流是一定的，根據R= 可知，電路中的最小總電阻是一定的；
當把定值電阻R0換成較小的定值電阻R1后，要保證最小總電阻不變，則壓敏電阻R的阻值變大；
壓敏電阻R的阻值變大，由圖象可知，壓敏電阻受到的壓力變小，即稱量物體的最大重力變小，稱量物體的最大質量變小；所以，該電子秤的稱量范圍將變�。�
答：（1）越��；越大；（2）電源電壓是12V；（3）該電子秤能稱量的最大質量是45kg；（4）變�。�
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解歐姆定律及其應用的相關知識，掌握歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越�。�（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）．