Question

【題目】在公園有一種測量瞬間打擊力的游戲機，其原理示意圖如圖甲所示，壓力傳感器R的阻值會隨所受壓力大小發生變化，圖象如圖乙所示，已知電阻R0=120Ω，壓力傳感器表面能承受的最大壓力為4000N；若在某次游戲過程中，游客用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；求：

(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？

(3)不受打擊時，該設備1小時耗電多少？

Answer 1

【答案】(1) 6V；(2) 1V；(3) 180J。

【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，根據歐姆定律可得，電路中的電流：，

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)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：，

此時電壓表的示數=×120Ω=1V；

(3)1h=3600s，不受打擊時，該設備1小時耗電：6V××3600s=180J。

答：(1)電源電壓是6V；

(2)當裝置A不受打擊力作用時，電壓表的示數是1V；

(3) 不受打擊時，該設備1小時耗電180J。