Question

(8分)小明設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量物體質(zhì)量的“托盤秤”，圖甲是其原理示意圖，其中托盤上放置物體，壓力傳感器R的電阻值會(huì)隨所受壓力大小發(fā)生變化，杠桿ABO可繞0點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，電壓表的量程為O～3V(可顯示質(zhì)量大小)。已知OB：BA=1：2，電阻R₀=100Ώ。壓力傳感器R表面能承受的最大壓力為400N，該壓力傳感器能承受的最大壓強(qiáng)為2×10⁶ Pa，壓力傳感器R的電阻值隨所受壓力變化的圖像如圖18-乙所示。電源電壓恒定不變，秤達(dá)到最大稱量時(shí)，電壓表的示數(shù)也達(dá)到最大值，托盤和杠桿組件的質(zhì)量忽略不計(jì)。求：

（1）當(dāng)托盤上沒有放物體稱量時(shí)R的大��；

 

 

（2）壓桿與壓力傳感器的接觸面積；

 

 

（3）托盤秤的最大稱量；

 

 

（4）當(dāng)托盤秤達(dá)到最大稱量時(shí)R消耗的功率。

 

 

 

 

Answer 1

 

（1）托盤上沒放物時(shí)F=0 N，從圖17-乙可知 R=450Ω-----------1分

       （2）S= F/P=400/2×10⁶=0.0002(m²)----------------2分

       （3）當(dāng)傳感器受到最大壓力F=400N時(shí)，秤達(dá)到最大稱量。

           由 OB:BA=1:2  得OA:OB=3:1

由杠桿平衡條件得：mg×OB= F×OA

           m= F×OA/(g×OB)=400×3/(10×1)=120(kg)------- 2分

（4）從圖17-乙可知F=400N時(shí)R=50 Ω  U_O=3V

 I=I_O=U_O/R_O=3/100=0.03(A)

           P=I²R=0.03²×50=0.045(w)------ 2分

 

 

 

 解析:略