壓力感測器是電子秤中的測力裝置，可視為阻值隨壓力而變化的壓敏電阻。小剛從某廢舊電子秤上拆下一個壓力感測器，探究...

問題詳情：

壓力感測器是電子秤中的測力裝置，可視為阻值隨壓力而變化的壓敏電阻。小剛從某廢舊電子秤上拆下一個壓力感測器，探究其阻值與所受壓力大小（不超過250N）的關係，如圖是小剛設計的實驗電路圖。電源電壓恆定，R0為定值電阻，R1為壓力感測器。

（1）連線電路時開關應　　，電路中R0的作用是　　。

（2）閉合開關，發現電流表無示數，電壓表示數接近電源電壓，電路出現的故障是　　；排除故障後，逐漸增大R1受到的壓力，閉合開關，讀出電流表和電壓表的示數，計算出對應的R1的阻值，記錄如表，第5次測深時，電壓表示數為4V．電流表示數為0.2A．此時R1的阻值為　　歐。請根據表中的資料在圖2中畫出R1隨F變化的關係圖象。

（3）通過實驗探究可歸納出，R1的阻值隨壓力F大小變化的關係式為　   　，當R的阻值為32時，R1上受到的壓力是　　N，若此壓力為壓力感測器在電子稱正常工作時受到的壓力，則電子秤應顯示　　kg。

【回答】

（1）斷開；保護電路；（2）R1斷路；20；（3）R1＝60﹣0.2F；140；14。

【解析】（1）為了保護電路，連線電路時，開關應斷開；

因為串聯電阻起分壓作用，所以電路中串聯電阻R0是為了保護電路；

（2）電流表無示數，電路發生斷路，電壓表等於電源電壓，則與電壓表並聯的電阻絲R1斷路；

根據歐姆定律I＝知，

第5次電阻值為：R1＝＝＝20Ω；

把壓力大小作為橫座標，把電阻大小作為縱座標，在座標系中描點連線即可得壓敏電阻R1的阻值隨壓力F的大小變化的圖象，如圖：

（3）根據R1的阻值隨壓力F的大小變化的圖象可知，壓敏電阻R1的阻值與壓力F成一次函式關係，設它們的關係式為R1＝kF+b﹣﹣﹣﹣①。

把F＝50N，R1＝50Ω和F＝100N，R1′＝40Ω代入①式可得：

50＝50k+b﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，40＝100k+b﹣﹣﹣③

聯立方程②③可得：k＝﹣0.2，b＝60，

所以它們的關係式為R1＝60﹣0.2F；

把R＝32Ω代入R1＝60﹣0.2F，即32＝60﹣0.2F，

解得F＝140N，

因為壓力等於重力，所以G＝F＝140N，

物體的質量：m＝＝＝14kg。

知識點：歐姆定律單元測試

題型：計算題