Question

【題目】小雯設計了一個測量物體重力的“托盤秤”，如下圖是原理示意圖，其中的托盤用來放置被測物體，OBA是可繞O點轉動的杠桿，R1是壓力傳感器（其電阻值會隨所受壓力大小變化而變化，變化關系如下表），R0為定值電阻，顯示重力大小的儀表實質是一個量程為0—3V的電壓表。已知OB:OA=1:2，R0=100Ω，電源電壓恒為3V（忽略托盤、杠桿及壓桿的重力）。

（1）托盤上沒放物體時，壓力傳感器R1的電阻值是 Ω，若物體重力增加，電壓表的讀數將 。（2）當托盤上放被測物體時，電壓表的示數如圖所示，則此時壓力傳感器R1上的電壓是多少？此時被測物體的重力是多少？

壓力F/N	0	50	100	150	200	250	300
電阻R1/Ω	300	250	200	150	100	50	0

Answer 1

【答案】（1）300 變大

（2）1V 500N

【解析】

試題分析：（1）由表格可知，當托盤上沒放物體時，壓力為0，壓力傳感器的電阻為300Ω；若物體重增加，壓力增大，電阻變小，總電阻變小，電流變大，所以電壓表示數會變大；（2）電壓表量程為0～3V，則最小分度為0．1V，則示數U0=2V；由串聯電路的電壓規律可得：U1=U-U0=3V-2V=1V；此時電路中的電流為0．01A，傳感器兩端的電壓為2V，可知此時傳感器的電阻為200Ω，由表格可知，此時傳感器所受到的壓力為100N，根據杠桿的平衡條件可知，此時被測物體重為500N。