小麗設計了一個防踩踏模擬*裝置,工作原理如圖*所示。ABO為一水平槓桿,O為支點,OA:OB=5:1,當水平...
問題詳情:
小麗設計了一個防踩踏模擬*裝置,工作原理如圖*所示。ABO為一水平槓桿,O為支點,OA:OB=5:1,當水平踏板所受壓力增大,電壓表示數達到6V時,*器R0開始發出*訊號。已知電路中電源電壓為8V,R0的阻值恆為15Ω,壓力感測器R固定放置,其阻值隨所受壓力F變化的關係如圖乙所示,踏板、壓桿和槓桿的質量均忽略不計。試問:
(1)由圖乙可知,壓力感測器R的阻值隨壓力F的增大而 減小 ;
(2)當踏板空載時,閉合開關,電壓表的示數為多少?
(3)當*器開始*時,踏板設定的最大壓力值為多少?
(4)若電源電壓略有降低,為保**器仍在踏板原設定的最大壓力值時*,踏板觸點B應向 左 (選填“左”或“右”)移動,並簡要說明理由。
【回答】
(1)減小;(2)電壓表的示數為3V;(3)踏板設定的最大壓力值為40N;(4)左;理由見解答。
【解析】:(1)如圖乙所示,當壓力增大時,感測器的電阻值會減小;
(2)閉合開關時,壓力感測器和*器串聯,由圖乙可知當踏板空載時,壓力感測器的電阻為R=25Ω,
此時電路中的電流I0.2A,
由I得:
*器兩端的電壓U0=IR0=0.2A×15Ω=3V,即電壓表示數;
(3)*器R0開始發出*訊號時,U0′=6V,此時電路中的電流I′0.4A,
感測器兩端的電壓U傳=U﹣U0′=8V﹣6V=2V,
感測器的阻值R′5Ω,由圖象可知當感測器的阻值為5Ω時,對應的壓力為8N,
根據槓桿平衡條件可得:F壓×OA=F踏×OB,即8N×5=F踏×1,解得F踏=40N;
(4)一段時間以後電源電壓會降低,R0兩端分得的電壓減低,根據串聯電路的分壓特點可知,應減小壓敏電阻分擔的電壓,保*R0兩端分得的電壓不變,此時就應該減小壓敏電阻的阻值,因電阻值隨所受壓力的增大而減小,所以應該增大壓桿對感測器的壓力,由槓桿平衡條件F壓×OA=F踏×OB可知,OA不變,F踏不變,所以F壓和OB成正比,要增大壓桿對感測器的壓力,應增大OB,即把踏板觸點B向左移動。
知識點:九年級下
題型:計算題
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