Question

8．如圖甲是利用壓敏電阻的特性來(lái)測(cè)算壓力大小的電路裝置，其構(gòu)造有托盤(pán)、壓力傳感器R，電流計(jì)G（量程600mA），托盤(pán)質(zhì)量忽略不計(jì)．該壓敏電阻隨壓力的變化關(guān)系式為：R=100-20F（F和R的單位分別是N和Ω），電源電壓為6V，某次測(cè)量一物體，電流計(jì)示數(shù)為500mA，已知該物體與托盤(pán)的接觸面積為4cm²，它對(duì)托盤(pán)的壓強(qiáng)是1.1×10⁴Pa．在電路中串聯(lián)定值電阻可以起到保護(hù)電路的作用，如圖乙．當(dāng)電阻Rˊ接入后，該裝置所測(cè)的壓力范圍將變大（填“變大“、“變小“或“不變“）．

Answer 1

分析 （1）知道此時(shí)電路中的電流，可利用歐姆定律的變形公式求出壓力傳感器R的電阻，再利用壓敏電阻隨壓力的變化關(guān)系式R=100-20F計(jì)算出物體對(duì)托盤(pán)的壓力．又知道物體與托盤(pán)的接觸面積，可利用公式P=$\frac{F}{S}$計(jì)算出它對(duì)托盤(pán)的壓強(qiáng)．
（2）由于電源電壓不變，當(dāng)電流計(jì)G（量程600mA）達(dá)到滿(mǎn)刻度600mA時(shí)，電路中的總電阻不變，當(dāng)電路中接入電阻Rˊ后，可利用串聯(lián)電路電阻的特點(diǎn)，判斷出傳感器R上連入電路的電阻的變化，再?gòu)亩�可以判斷出該裝置所測(cè)的壓力范圍的變化．

解答 解：
（1）某次測(cè)量時(shí)電流計(jì)的示數(shù)I′=500mA=0.5A，
由歐姆定律可得，此時(shí)壓力傳感器R的阻值為：R=$\frac{U}{I′}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω；
又因?yàn)閴好綦娮桦S壓力的變化關(guān)系式為：R=100-20F，即12=100-20F′，
所以，該物體對(duì)托盤(pán)的壓力：F′=4.4N，
已知S=4cm²=4×10^-4m²，
則物體對(duì)托盤(pán)的壓強(qiáng)為：p=$\frac{F′}{S}$=$\frac{4.4N}{4×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=1.1×10⁴Pa．
（2）由于電源電壓不變，當(dāng)電流計(jì)G達(dá)到滿(mǎn)刻度600mA時(shí)，電路中的最小總電阻不變；當(dāng)電路中接入電阻Rˊ后，壓力傳感器R和電阻Rˊ串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知，壓力傳感器R的最小電阻減小；則根據(jù)R=100-20F可得F=5-$\frac{R}{20}$，可知壓敏電阻受到的壓力變大；所以該裝置所測(cè)的壓力范圍變大．
故答案為：1.1×10⁴Pa；變大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生對(duì)圖象的分析能力，串聯(lián)電路電流和電阻特點(diǎn)的掌握，以及對(duì)壓強(qiáng)公式理解和應(yīng)用，同時(shí)會(huì)靈活運(yùn)用歐姆定律分析實(shí)際解答問(wèn)題．