在2015年某工廠要研發一種新型材料，要求對該材料承受的撞擊力進行測試．在測試時將材料樣品（不計質量）平放在壓...

問題詳情：

在2015年某工廠要研發一種新型材料，要求對該材料承受的撞擊力進行測試．在測試時將材料樣品（不計質量）平放在壓力感測器上，如圖*所示，閉合開關，由靜止自由釋放重物，從重物開始下落到撞擊樣品的這個過程中，電流表的示數隨時間變化的圖象如圖乙所示，壓力感測器的電阻R隨壓力F變化的圖象如圖*所示．電源的電壓為24V，定值電阻R0=10Ω．求：

（1）在重物下落的過程中，壓力感測器兩端的電壓；

（2）若樣品實際能承受的最大撞擊力是800N，試分析此實驗中重物撞擊樣品時是否會損壞樣品．

【回答】

解：

（1）由圖*可知，壓力感測器與R0串聯，電流表測電路中電流，

在重物下落沒有撞擊感測器，壓力感測器電阻不變，電路中電流不發生變化，由圖乙可知此時電路中電流為0.2A，

由串聯電路特點和歐姆定律可得感測器兩端電壓為：

U傳=U﹣U0=U﹣IR0=24V﹣0.2A×10Ω=22V；

（2）由圖*可知撞擊力越大，壓力感測器電阻越小，電路中電流越大，由圖象乙知電路中最大電流I′=1.2A，

此時感測器兩端電壓為：

U傳′=U﹣I′R0=24V﹣1.2A×10Ω=12V，

此時感測器的電阻：

R傳===10Ω，

由圖象*可知，此時樣品所受的壓力為600N，小於800N，所以樣品不會損壞．

答：（1）在重物下落的過程中，壓力感測器兩端的電壓22V；

（2）此實驗中重物撞擊樣品時不會損壞樣品．

知識點：歐姆定律單元測試

題型：計算題