【题目】如图,甲是电子秤的原理图(图中压力表是用电流表改装的)。已知电源电压为24V,电阻R0=60Ω,压力传感器Rx的阻值随所受压力F变化的图像如图乙,压力传感器表面能承受的最大压力为400N,压杆与压力传感器的接触面积是2×10-4m2(托盘和压杆的质量可以忽略不计)。求:
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甲 乙
(1)该压力传感器能承受的最大压强;
(2)当通过压力表电流为0.2A时,压力传感器承受的压力是多少?
(3)当压力为200N时,R0消耗的电功率为多少?
【答案】(1)2×106Pa;(2)400N;(3)0.6W
【解析】(1)根据题意知道,压力传感器能承受的最大压强是:p=F大/S=400N/2×104m2=2×106 Pa;
(2)因为电源电压是:U=24V,当通过压力表电流是:I=0.2A时,所以,电路的总电阻是:R=U/I=24V/0.2A=120Ω,因为R0 与Rx 串联,且R0=60Ω,所以,此时Rx=R-R0=60Ω,由图知道,此时压力传感器承受的压力是:F=400N;
(3)因为R0 与Rx 串联,当电压为200N时,Rx=180Ω,所以,通过R0 的电流是:I0 =I=U/R总=24V/180Ω+60Ω=0.1A;
所以,R0 消耗的电功率是:P0 =U0 I0 =I0 2 R0 =(0.1A)2 ×60Ω=0.6W。