Question

如图甲是某型号电子秤，其原理结构如图乙所示．R0为定值电阻，R是压敏电阻，其电阻值随所受压力F变化的关

如图甲是某型号电子秤，其原理结构如图乙所示．R0为定值电阻，R是压敏电阻，其电阻值随所受压力F变化的关系如图丙所示，改写电压表（量程为0～3V）的表盘数值后可直接读出所称物体的质量．设踏板的质量为5kg，电源电压保持9V不变（g取1ON/kg）．（1）空载时电压表的示数为1V，求踏板对压敏电阻的压力F的大小和R0的阻值？（2）该电子秤的量程多大？（3）如果保持电子秤的结构不变，想要增大该电子秤的量程．写出一种改进方法：______．

Answer 1

（1）空载时，踏板对压敏电阻的压力：F=G=mg=5kg×10N/kg=50N；
由丙图可得，当F=50N时，压敏电阻的阻值：R=240Ω，则电路中的电流：I=

U?U0

R

=

9V?1V

240Ω

=

1

30

A，
R₀的阻值：R₀=

U0

I

=

1V

1 30 A

=30Ω；
（2）电子称的质量最大时对应的电压表量程最大值，此时定值电阻两端的电压为3V，
此时电路中的电流：I′=

U0′

R0

=

3V

30Ω

=0.1A，
压敏电阻两端分得的电压：U_R′=U-U₀′=9V-3V=6V，
压敏电阻的阻值：R′=

U2′

I′

=

6V

0.1A

=60Ω，
由丙图可知，此时压敏电阻受到的压力为950N，则该电子秤的量程：m_max=

G′

g

=

950N?50N

10N/kg

=90kg；
（3）根据图丙可知，要增大该电子秤的量程，则需要减小压敏电阻的阻值，即增大电路中的电流，为了使电路正常工作，可增大电压表量程或减小电源电压或在电路中再串联一个电阻．
答：（1）空载时电压表的示数为1V时，踏板对压敏电阻的压力F为50N；R₀的阻值为30Ω；
（2）电子秤的量程为90kg；
（3）增大电压表量程（或减小电源电压、在电路中再串联一个电阻）．

Answer 2

解：（1）空载时，踏板的重力为：
G=mg=5kg×10N/kg=50N，
由丙图可知，此时压敏电阻的阻值R=240Ω，
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴压敏电阻两端的电压：
UR=U﹣U0=9V﹣1V=8V，
∵串联电路中各处的电流相等，
∴根据欧姆定律可得，电路中的电流：
I1=A，
R0的阻值：
R0=30Ω；
（2）电子称的质量最大时对应的电压表量程最大值，此时定值电阻两端的电压为3V，
此时电路中的电流：
I2=0.1A，
压敏电阻两端分得的电压：
UR′=U﹣U0′=9V﹣3V=6V，
压敏电阻的阻值：
R′=60Ω，
由丙图可知，此时压敏电阻受到的压力为950N，
该电子秤的量程：
mmax=90kg；
（3）当电子称的量程变为110kg时，
G′=m'g=110kg×10N/kg=1100N，
压敏电阻受到的压力为1100N+50N=1150N，由图乙可知压敏电阻R″=20Ω，
此时电路中的总电阻：
R总=90Ω，
∵串联电路中的总电阻等于各分电阻之和，
∴R加=R总﹣R0﹣R″=90Ω﹣30Ω﹣20Ω=40Ω，
要使电子称的量程变为110kg，应串联一个40Ω的电阻．
答：（1）R0的阻值阻值为30Ω；
（2）该电子秤的量程是90kg；
（3）要使电子称的量程变为110kg，应串联一个40Ω的电阻．