Question

【題目】如圖甲所示，2015年某工廠要研發一種新型材料，要求對該材料能承受的撞擊力進行測試．在測試時將材料樣品(不計質量)平放在壓力傳感器上，閉合開關S，由靜止自由釋放重物，樣品材料經撞擊后仍完好無損．從重物開始下落到撞擊樣品的這個過程中，電流表的示數I隨時間t變化的圖像如圖乙所示，壓力傳感器的電阻R隨壓力F變化的圖像如圖丙所示．電源電壓U＝24 V，定值電阻R0＝10 Ω.求：

(1)在重物下落的過程中，壓力傳感器的電阻是多少？

(2)在撞擊過程中，樣品受到的最大撞擊力是多少？

Answer 1

【答案】(1) 110 Ω (2) 600 N

【解析】解：（1）由圖甲可知，電阻R0與壓力傳感器串聯，在重物下落過程中，電流表示數I=0.2A，

根據可得，電路的總電阻，

所以傳感器的電阻R壓=R總-R0=120Ω-10Ω=110Ω。

（2）在撞擊過程中，撞擊力越大，電阻越小，電路中的電流越大。由圖乙可知，最大電流

I最大=1.2A，

根據歐姆定律可知，電源電壓U=I最大（R0+R壓’）

此時傳感器的電阻 ，

由圖丙可知，當傳感器的電阻R=10Ω時，樣品受到的最大撞擊力F=600N。

答：（1）在重物下落的過程中，壓力傳感器的電阻是110Ω。（2）樣品受到的最大撞擊力是600N。