Question

如图，同学们在探究电子磅秤的工作原理时，设计了图（甲）所示的电路，主要部件是电流表A和压力传感器R（

如图，同学们在探究电子磅秤的工作原理时，设计了图（甲）所示的电路，主要部件是电流表A和压力传感器R（电阻值随受到的压力大小发生变化），压力传感器的电阻值R与所受到的压力F的关系图（乙）所示．电源电压为12V，小灯泡L标有“6V，3W”的字样．假设秤盘质量忽略不计，且小灯泡电阻不变．求：（1）小灯泡L正常发光时的电阻是多大？（2）秤盘上不放重物（即F=O）时，压力传感器的电阻值R=______Ω．此时电流表的读数是多少？（小数点后保留两位）（3）当秤盘上放重为20N的重物时，小灯泡的实际功率是多少？

Answer 1

（1）灯泡正常发光时的电压为6V，功率为3W，
根据P=

U2

R

可得，灯泡的电阻：
R_L=

UL2

PL

=

(6V)2

3W

=12Ω；
（2）由乙图可知，当秤盘上不放重物时，压力传感器的电阻值R=30Ω，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴根据欧姆定律可得，电流表的示数：
I=

U

R+RL

=

12V

30Ω+12Ω

≈0.29A；
（3）由乙图可知，当秤盘上放重为20N的重物时，压力传感器的电阻值R=18Ω，
此时电路中的电流：
I′=

U

R′+RL

=

12V

18Ω+12Ω

=0.4A，
灯泡的实际功率：
P_L实=（I′）²R_L=（0.4A）²×12Ω=1.92W．
答：（1）小灯泡L正常发光时的电阻是12Ω；
（2）秤盘上不放重物（即F=O）时，压力传感器的电阻值为30Ω，电流表的读数约为0.29A；
（3）当秤盘上放重为20N的重物时，小灯泡的实际功率是1.92W．