Question

【題目】體感器的可以把力學(xué)物理量轉(zhuǎn)化成電學(xué)信號，然后通過相互之間的函數(shù)關(guān)系，直接引用力的大小。測量壓力大小的壓力傳感器，工作原理如圖所示，其中M、N均為絕緣材料，M、N間有可收縮的導(dǎo)線（電阻大小不計），彈簧上端和滑動變阻器R2的滑片P固定在一起，電源電壓恒為12V，已知壓力F的大小與R2的阻值大小成正比例關(guān)系。閉合開關(guān)S，壓力F0=0時，滑片P在最上端；壓力F1=1N時，電流表示數(shù)為1A，電壓示數(shù)為3V，當滑片P滑至最下端時，電壓表示數(shù)為7.5V．求：

（1）定值電阻R1的大小；壓力F1與R2阻值之比k；

（2）當滑片P滑至最下端時，壓力F2的大小；

Answer 1

【答案】（1）9Ω；N/Ω；（2）5N；

【解析】

（1）由圖可知，定值電阻與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測兩端電壓，電流表測電路中電流，當F1=1N時，電流表示數(shù)為1A，電壓數(shù)為3V

此時定值電阻R1的電壓：U1=U-U2=12V-3V=9V

由歐姆定律可得，R1的阻值： ；

此時R2連入電路的電阻阻值：

；

（2）當滑片P滑至最下端時，變阻器連入阻值最大，電壓表示數(shù)為7.5V，

此時電路中電流： ,

所以R2的最大值：R2最大=

因為壓力F的大小與R2的阻值大小成正比，即F=kR2，

所以壓力F2=