《2025年一遍过九年级物理全一册沪科版》

11 [2023河南中考]某物理实践小组设计了一种工程上的压力测量装置,其原理如图甲所示。电路中电源电压恒为6V,定值电阻R₀的阻值为20Ω,电压表的量程为0~3V,轻质绝缘的压力检测板M与力敏电阻R相连,R的阻值与压力F的关系如图乙所示。闭合开关S后,试问：

(1)当检测板所受压力增大时,电压表的示数______(填“增大”“减小”或“不变”)。增大
(2)检测板不受压力时,电压表的示数为多少？由题图乙可知，检测板不受压力时，力敏电阻的阻值$R = 80\ \Omega$，此时电路中的电流$I=\frac{U}{R_{\text{总}}}=\frac{U}{R + R_0}=\frac{6\ \text{V}}{80\ \Omega + 20\ \Omega}=0.06\ \text{A}$，$R_0$两端的电压$U_0 = IR_0 = 0.06\ \text{A}×20\ \Omega = 1.2\ \text{V}$，即电压表的示数为1.2V。
(3)该装置所能测量的最大压力为多少？当电压表示数达到3V时，该装置测量的压力达到最大值，此时电路中的电流$I'=\frac{U'_0}{R_0}=\frac{3\ \text{V}}{20\ \Omega}=0.15\ \text{A}$，R两端的电压$U_R = U - U'_0 = 6\ \text{V}-3\ \text{V}=3\ \text{V}$，R的阻值$R'=\frac{U_R}{I'}=\frac{3\ \text{V}}{0.15\ \text{A}}=20\ \Omega$，由题图乙可知，该装置所能测量的最大压力为$6×10^3\ \text{N}$。
(4)在不改变电源电压和电压表量程的情况下,若要提高该装置所能测量的最大压力值,请写出一种简便可行的方法。将定值电阻$R_0$换为阻值较小的电阻(或在定值电阻$R_0$两端并联一个阻值适当的电阻等)。

答案： 11 解：
(1)增大
(2)由题图乙可知，检测板不受压力时，力敏电阻的阻值$R = 80\ \Omega$，此时电路中的电流$I=\frac{U}{R_{\text{总}}}=\frac{U}{R + R_0}=\frac{6\ \text{V}}{80\ \Omega + 20\ \Omega}=0.06\ \text{A}$，$R_0$两端的电压$U_0 = IR_0 = 0.06\ \text{A}×20\ \Omega = 1.2\ \text{V}$，即电压表的示数为1.2V。
(3)当电压表示数达到3V时，该装置测量的压力达到最大值，此时电路中的电流$I'=\frac{U'_0}{R_0}=\frac{3\ \text{V}}{20\ \Omega}=0.15\ \text{A}$，R两端的电压$U_R = U - U'_0 = 6\ \text{V}-3\ \text{V}=3\ \text{V}$，R的阻值$R'=\frac{U_R}{I'}=\frac{3\ \text{V}}{0.15\ \text{A}}=20\ \Omega$，由题图乙可知，该装置所能测量的最大压力为$6×10^3\ \text{N}$。
(4)将定值电阻$R_0$换为阻值较小的电阻(或在定值电阻$R_0$两端并联一个阻值适当的电阻等)。