践行者初中物理电学典题详解第276题

20.(8分)体重超标已影响了部分中学生的身心健康，为了动态监测学生的体重情况，班级科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计，其电路如图12甲所示。已知电源电压恒定，定值电阻R0=5Ω，R为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示，电流表量程为0~0.6A.踏板重力不计，求：

⑴闭合开关S，当体重计空载时，电路中的电流为0.12A，电源电压为多少：

⑵当体重计示数为600N时，电路消耗的总电功率为多少:

⑶此体重计所能测量的最大压力为多少。

解析:1分析电路图可知，当S闭合时，

①R与R0串联，

②电流表测量该电路中电流I；

2具体解析各问题

⑴当体重计空载时，F=0N，

由乙图可知:R=45Ω，

由题意可知:R0=5Ω，

I=0.12A，

所以U=I(R+R0)

=0.12A×(45Ω+5Ω)

=6V；

⑵当F=600N，

由乙图可知:R=15Ω，

则电路消耗的总功率为:

P=U²/(R+R0)

=(6V)²/(15+5)Ω

=1.8W；

⑶由乙图可知:F越大，R阻值越小，

电路中的总电阻越小，电流越大，

由题意可知:电流表量程为0~0.6A，

所以Imax=0.6A，

所以Rmin=U/Imax -R0

=6V/0.6A -5Ω

=10Ω-5Ω

=5Ω，

由乙图可知:当Rmin=5Ω时，

Fmax=1200N，

则此体重计所能测量的最大压力为1200N。

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