Question

【題目】如圖1為某型號電子秤，其結構原理如圖2所示，R0是定值電阻；R是壓敏電阻，其阻值R隨所受壓力F變化的關系如圖3所示，改寫電流表（量程為0～0.6A）的表盤數值后可直接讀出所稱物體的質量。設踏板的質量為5kg，電源電壓保持12V不變，g取10N/kg。

（1）根據圖象可知，當被稱物體的質量增加時，壓敏電阻R的阻值_____，電流表的示數_____。（以上兩空均選填“變大”或“變小”）

（2）空載時，電流表的示數為0.048A，則R0的阻值為_____Ω。

（3）該電子秤的最大量程是_____kg。

Answer 1

【答案】變小 變大 10 115

【解析】

(1)[1][2]當被稱物體的質量增加時，壓敏電阻受到的壓力增大；由R-F圖象可知，壓力增大時，壓敏電阻的阻值減小，總電阻減小，由歐姆定律可知，電路中的電流變大，即電流表的示數變大；

(2)[3]空載時，踏板對壓敏電阻的壓力：

F=G踏板=m踏板g=5kg×10N/kg=50N，

根據圖3可知，壓力F=50N時，壓敏電阻的阻值R=240Ω；此時電路的總電阻：

R總===250Ω，

由串聯電路的電阻特點可得，R0的阻值：

R0=R總-R=250Ω-240Ω=10Ω；

(3)[4]由題意可知，電子秤是由電流表改裝而成的，且當電子秤所測質量最大時，對應的電流表示數達到最大值；所以，此時電路中的電流：

I最大=0.6A，

則定值電阻兩端的電壓為：

U0=I最大R0=0.6A×10Ω=6V，

壓敏電阻兩端分得的電壓：

UR=U-U0=12V-6V=6V，

壓敏電阻的阻值：

R′===10Ω，

由圖3可知，此時壓敏電阻受到的壓力為1200N，因為F=G踏板+G物，則所測物體的最大重力為：

G物最大=F'-G踏板=1200N-50N=1150N，

由G=mg可得，該電子秤的最大量程：

m物最大===115kg。