压力传感器是电子秤中的测力装置，可视为阻值随压力而变化的压敏电阻。小刚从某废旧电子秤上拆下一个压力传感器，探究...

问题详情：

压力传感器是电子秤中的测力装置，可视为阻值随压力而变化的压敏电阻。小刚从某废旧电子秤上拆下一个压力传感器，探究其阻值与所受压力大小（不超过250N）的关系，如图是小刚设计的实验电路图。电源电压恒定，R0为定值电阻，R1为压力传感器。

（1）连接电路时开关应　　，电路中R0的作用是　　。

（2）闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压，电路出现的故障是　　；排除故障后，逐渐增大R1受到的压力，闭合开关，读出电流表和电压表的示数，计算出对应的R1的阻值，记录如表，第5次测深时，电压表示数为4V．电流表示数为0.2A．此时R1的阻值为　　欧。请根据表中的数据在图2中画出R1随F变化的关系图象。

（3）通过实验探究可归纳出，R1的阻值随压力F大小变化的关系式为　   　，当R的阻值为32时，R1上受到的压力是　　N，若此压力为压力传感器在电子称正常工作时受到的压力，则电子秤应显示　　kg。

【回答】

（1）断开；保护电路；（2）R1断路；20；（3）R1＝60﹣0.2F；140；14。

【解析】（1）为了保护电路，连接电路时，开关应断开；

因为串联电阻起分压作用，所以电路中串联电阻R0是为了保护电路；

（2）电流表无示数，电路发生断路，电压表等于电源电压，则与电压表并联的电阻丝R1断路；

根据欧姆定律I＝知，

第5次电阻值为：R1＝＝＝20Ω；

把压力大小作为横坐标，把电阻大小作为纵坐标，在坐标系中描点连线即可得压敏电阻R1的阻值随压力F的大小变化的图象，如图：

（3）根据R1的阻值随压力F的大小变化的图象可知，压敏电阻R1的阻值与压力F成一次函数关系，设它们的关系式为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

联立方程②③可得：k＝﹣0.2，b＝60，

所以它们的关系式为R1＝60﹣0.2F；

把R＝32Ω代入R1＝60﹣0.2F，即32＝60﹣0.2F，

解得F＝140N，

因为压力等于重力，所以G＝F＝140N，

物体的质量：m＝＝＝14kg。

知识点：欧姆定律单元测试

题型：计算题