某物理兴趣小组探究电子秤(图25-1)的工作原理,设计图25-2所示的电路,主要部件是电流表A和压力传感器R1(相当于电阻值随受到的压力大小而变化的可变电阻),压力传感器R1与受到的压力F的关系如图25-3所示,秤盘和压杠质量均忽略不计。电源电压U=12V,R2=18Ω。求:
(1)秤盘上不放重物时压力传感器的电阻R1=30Ω,此时电流表示数是多少A?
R2消耗的功率是多少W?
(2)电流表示数为0.5A时,秤盘上物体重为多少N?
(3)在称量范围内,电流表示数变数变化范围是多少?
解:
(1)I=U/R1+R2=12V/30Ω+18Ω=0.25A …2分
P2=I2R2=(0.25A)2×18Ω=1.125W …2分
(2)R=U/I=12V/0.5A=24Ω
R1=R-R2=24Ω-18Ω=6Ω
由图像可知,秤盘上物体重为400N。…2分
(3)压力为0时,R1=30Ω,I=0.25A,
压力为400时,R1=6Ω,
I=U/R1+R2=12V/6Ω+18Ω=0.5A在称量范围内,电流表示数变数变化范围是0.25A-0.5A …2分