Question

如圖甲是某電子秤的原理圖，m是質(zhì)量表（電阻忽略不計(jì)），秤盤與壓桿質(zhì)量均忽略不計(jì)，電源電壓10V，R₀為定值電阻．當(dāng)電路中的電流大于40mA時(shí)，氣電保護(hù)開關(guān)S自動(dòng)斷開．圖乙所示是壓力傳感器R的阻值隨所受壓力F變化的圖象．
（1）圖中質(zhì)量表m應(yīng)該用

電流

表改裝（填“電流”或“電壓”）．
（2）m=0時(shí)，壓力傳感器R的電阻是多大？此時(shí)電路中電流為20mA，求定值電阻R₀的阻值．
（3）當(dāng)電路中的電流等于40mA時(shí)，壓力傳感器R的阻值是多大？
（4）該電子秤能稱量的最大質(zhì)量為多少？（g=10N/kg）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)電表的正確使用進(jìn)行解答，即電壓表與被測(cè)用電器并聯(lián)，電流表與被測(cè)用電器串聯(lián)；
（2）由圖乙可知，m=0時(shí)壓力傳感器R的阻值，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出定值電阻R₀的阻值；
（3）根據(jù)歐姆定律求出電路中電流為40mA時(shí)電路的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出壓力傳感器R的阻值；
（4）當(dāng)電路中的電流大于40mA時(shí)，氣電保護(hù)開關(guān)S自動(dòng)斷開說明此時(shí)該電子秤的稱量達(dá)到的最大，根據(jù)圖象得出受到的壓力，根據(jù)G=mg求出最大質(zhì)量．

解答：解：（1）由電路圖可知，質(zhì)量表m串聯(lián)在電路中，是由電流表改裝的；
（2）由圖乙可知，m=0時(shí)壓力傳感器R的阻值為300Ω，
根據(jù)歐姆定律可得，電路中的總電阻：
R_總=

U

I

=

10V

20×10-3A

=500Ω，
∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
∴定值電阻R₀的阻值：
R₀=R_總-R=500Ω-300Ω=200Ω；
（3）當(dāng)電路中的電流等于40mA時(shí)，電路中的總電阻：
R_總′=

U

I′

=

10V

40×10-3A

=250Ω，
則壓力傳感器R的阻值：
R′=R_總′-R₀=250Ω-200Ω=50Ω；
（4）當(dāng)電路中的電流大于40mA時(shí)，氣電保護(hù)開關(guān)S自動(dòng)斷開說明此時(shí)該電子秤的稱量達(dá)到最大，
由圖象可知，該電子秤的稱量達(dá)到的最大F=500N，
∵水平面上物體的壓力和自身的重力相等，
∴根據(jù)G=mg可得，稱量的最大質(zhì)量：
m=

G

g

=

F

g

=

500N

10N/kg

=50kg．
答：（1）電流；
（2）m=0時(shí)，壓力傳感器R的電阻是300Ω，定值電阻R₀的阻值為200Ω；
（3）當(dāng)電路中的電流等于40mA時(shí)，壓力傳感器R的阻值是50Ω；
（4）該電子秤能稱量的最大質(zhì)量為50kg．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電表的正確使用和串聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)圖象得出電流對(duì)應(yīng)的電阻．