Question

【題目】在公園有一種測量瞬間打擊力的游戲機，其原理示意圖如圖（a）所示，游人手戴拳擊手套，擊打可水平移動的A裝置，A通過壓桿與壓力傳感器接觸，壓力傳感器的電阻值R會隨所受壓力大小發生變化．電壓表的示數可反映出打擊力的大小．已知電阻R0=120Ω，壓力傳感器表面能承受的最大壓力為4 000N．壓力傳感器的電阻值隨所受壓力變化的圖象如圖（b）所示．若在某次游戲過程中，游人用2000N的力擊中裝置A，此時電壓表的示數為l.5V．設電源電壓恒定不變．

（1）電源電壓是多少？
（2）當裝置A不受打擊力作用時，電壓表的示數是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：由電路圖可知，電阻R與R0串聯，電壓表測量R0兩端的電壓，

根據歐姆定律可得，電路中的電流：

I= = =0.0125A；

從圖象上可以看出當壓力為2000N時，對應的電阻為R=360Ω，

電阻R兩端的電壓：

UR=IR=0.0125A×360Ω=4.5V，

∵串聯電路中各處的電流相等，

∴電源電壓：

U=U0+UR=1.5V+4.5V=6V

（2）解：由圖象可知，不受打擊力時電阻R′=600Ω，

∵串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，

∴此時電路中的電流：

I1′= = = A；

此時電壓表的示數：

U0′=I1R0= A×120Ω=1V

【解析】（1）由電路圖可知，電阻R與R0串聯，電壓表測量R0兩端的電壓；根據歐姆定律可求電路電流，再利用公式U=IR求出電阻R兩端的電壓；進一步求出電源電壓；（2）根據歐姆定律先求出不受打擊力作用時電路電流；再利用公式U=IR求出R0兩端的電壓，也就是電壓表的示數．
【考點精析】掌握歐姆定律及其應用和電阻的串聯是解答本題的根本，需要知道歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；電阻的串聯有以下幾個特點：（指R1，R2串聯） 1、電流：I=I1=I2（串聯電路中各處的電流相等） 2、電壓：U=U1+U2（總電壓等于各處電壓之和） 3、 電阻：R=R1+R2（總電阻等于各電阻之和）如果n個阻值相同的電阻串聯，則有R總=nR 4、分壓作用：U1:U2=R1:R2．