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九年级物理解答题一般
题目
公路部门往往通过地磅检测汽车载重情况.图甲是跨学科学习团队设计的可视化地磅的电路原理图,主要由踏板(重力不计)、压力传感器RR、显示承重的仪表(实质为电流表,量程为00.6A)0\sim 0.6A)等组成,RR的阻值与所受压力FF大小关系如图乙所示.电源电压为12V12V,定值电阻R0R_{0}的阻值为5Ω5\Omega.求:

(1)(1)RR的阻值为35Ω35\Omega时,电路的电流;
(2)(2)当通过电路的电流为0.4A0.4A时,地磅的测量值(计算出压力即可);
(3)(3)为了使该地磅的最大测量值达到4×104N4\times 10^{4}N,请你通过计算写出一种可行的方案.
知识点:杠杆的分类章节:第11章 简单机械和功 / 11.1 杠杆

答案与解析

答案

由图可知,压力传感器RR和定值电阻R0R_{0}串联,电流表测量电路中的电流,当RR的阻值为35Ω35\Omega时,电路的电流:

I=UR+R0=12V35Ω+5Ω=0.3AI=\frac{U}{R+{R}_{0}}=\frac{12V}{35Ω+5Ω}=0.3A

(2)(2)当通过电路的电流为I\’=0.4A{I\’}=0.4A时,电路的总电阻:

R=UI=12V0.4A=30ΩR_{总}=\frac{U}{I\color{red}{′}}=\frac{12V}{0.4A}=30\Omega

RR的阻值:

R\’=RR0=30Ω5Ω=25Ω{R\’}=R_{总}-R_{0}=30\Omega -5\Omega =25\Omega

由图乙可知压力F=1×104NF=1\times 10^{4}N

(3)(3)电流表的示数最大为0.6A0.6A,电源电压不变,电路的总电阻为:

R\’=UI=12V0.6A=20ΩR_{总}\’=\frac{U}{{I}_{大}}=\frac{12V}{0.6A}=20\Omega

为了使该地磅的最大测量值达到4×104N4\times 10^{4}N

由图乙可知压力F=1×104NF=1\times 10^{4}NRR=5Ω=5\Omega

R\’0=R\’R{R\’}_{0}=R_{总}\’-R=20Ω5Ω=15Ω=20\Omega -5\Omega =15\Omega

所以需要将R0R_{0}的阻值调为15Ω15\Omega

答:(1)当RR的阻值为35Ω35\Omega时,电路的电流是0.3A0.3A

(2)(2)当通过电路的电流为0.4A0.4A时,地磅的测量值是1000kg1000kg

(3)(3)为了使该地磅的最大测量值达到4×104N4\times 10^{4}N,需要将R0R_{0}的阻值调为15Ω15\Omega

解析

由图可知,压力传感器RR和定值电阻R0R_{0}串联,电流表测量电路中的电流,当RR的阻值为35Ω35\Omega时,电路的电流:

I=UR+R0=12V35Ω+5Ω=0.3AI=\frac{U}{R+{R}_{0}}=\frac{12V}{35Ω+5Ω}=0.3A

(2)(2)当通过电路的电流为I\’=0.4A{I\’}=0.4A时,电路的总电阻:

R=UI=12V0.4A=30ΩR_{总}=\frac{U}{I\color{red}{′}}=\frac{12V}{0.4A}=30\Omega

RR的阻值:

R\’=RR0=30Ω5Ω=25Ω{R\’}=R_{总}-R_{0}=30\Omega -5\Omega =25\Omega

由图乙可知压力F=1×104NF=1\times 10^{4}N

(3)(3)电流表的示数最大为0.6A0.6A,电源电压不变,电路的总电阻为:

R\’=UI=12V0.6A=20ΩR_{总}\’=\frac{U}{{I}_{大}}=\frac{12V}{0.6A}=20\Omega

为了使该地磅的最大测量值达到4×104N4\times 10^{4}N

由图乙可知压力F=1×104NF=1\times 10^{4}NRR=5Ω=5\Omega

R\’0=R\’R{R\’}_{0}=R_{总}\’-R=20Ω5Ω=15Ω=20\Omega -5\Omega =15\Omega

所以需要将R0R_{0}的阻值调为15Ω15\Omega

答:(1)当RR的阻值为35Ω35\Omega时,电路的电流是0.3A0.3A

(2)(2)当通过电路的电流为0.4A0.4A时,地磅的测量值是1000kg1000kg

(3)(3)为了使该地磅的最大测量值达到4×104N4\times 10^{4}N,需要将R0R_{0}的阻值调为15Ω15\Omega

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