問題詳情：
某物理興趣小組設計了一個壓力*裝置，工作原理如圖所示。ABO爲一水平槓桿，OA長120cm，O爲支點，AB：OB=5：1；已知*器R0的阻值恆爲10Ω，壓力傳感器R固定放置，R的阻值隨所受壓力F變化的關係如表所示。閉合開關S，水平踏板空載時，電壓表的示數爲2V；當水平踏板所受壓力增大，電壓表示數達到5V時，*器R0開始發出*信號。踏板、壓桿和槓桿的質量均忽略不計。求：
F/N | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | … |
R/Ω | 45 | 34 | 24 | 18 | 14 | 12 | 10 | … |
（1）電源電壓爲多少？
（2）當*器開始*時，踏板設定的最大壓力值爲多少？
（3）若電源電壓變爲14V，爲保**器仍在踏板原設定的最大壓力值時*，應在槓桿上水平調節踏板觸點B的位置。試計算說明觸點B應向哪個方向移動多少釐米？
【回答】
（1）電源電壓爲11V；
（2）當*器開始*時，踏板設定的最大壓力值爲150N；
（3）若電源電壓變爲14V，爲保**器仍在踏板原設定的最大壓力值時*，應在槓桿上水平調節踏板觸點B的位置，觸點B應該向左移動8cm。
【解析】由圖乙可知當踏板空載時，壓力傳感器的電阻爲45Ω，閉合開關時，壓力傳感器和*器串聯，根據歐姆定律求出電流，再求出電源電壓；電壓表示數達到5V時，*器R0開始發出*信號，根據歐姆定律求出電流，再求出壓力傳感器兩端的電壓，根據歐姆定律求出壓力傳感器的阻值，從圖象中找出壓力值，再根據槓桿平衡條件求出踏板設定的最大壓力值；電源電壓升高時，R0兩端分得的電壓增大，爲保**器仍在踏板原設定的最大壓力值時*，應減小R0兩端的電壓，根據槓桿的平衡條件判斷踏板觸點移動的方向。
若電源電壓變爲14V，爲保**器仍在踏板原設定的最大壓力值時*，電路中的電流仍變爲0.5A，根據歐姆定律算出R的電電阻，從表格中判斷出壓力F，據槓桿平衡條件求出OB的長度，判斷出移動的距離。
（1）閉合開關時，壓力傳感器R和R*器R0串聯，電壓表測*器R0兩端的電壓，
由表格數據可知，當踏板空載時（F=0N），壓力傳感器的電阻爲R=45Ω，R0=10Ω，電壓表的示數爲2V，
此時電路中的電流：I=
=
=0.2A，
電源電壓爲：U=I（R+R0）=0.2A×（10Ω+45Ω）=11V；
（2）*器R0開始發出*信號時，其電壓爲U0′=5V，
此時電路中的電流：I′=
=
=0.5A，
傳感器兩端的電壓：U傳=U﹣U0′=11V﹣5V=6V，
此時傳感器的阻值：R′=
=
=12Ω，
由圖象可知，當傳感器的阻值爲12Ω時，對應的壓力F壓=25N，
由題知，ABO爲一水平槓桿，O爲支點，AB：OB=5：1，則OB=
OA=
×120cm=20cm，
根據槓桿平衡條件可得：F壓×OA=F踏×OB，即25N×6=F踏×1，
解得F踏=150N，即踏板設定的最大壓力值爲150N；
（3）若電源電壓增大變爲14V時，R0兩端分得的電壓增大，根據串聯電路的分壓特點可知，應增大壓敏電阻分擔的電壓，保*R0兩端分得的電壓不變，此時就應該增大壓敏電阻的阻值；
因壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小，所以應該減小壓桿對傳感器的壓力，由槓桿平衡條件F壓×OA=F踏×OB可知，OA不變，F踏不變，所以F壓和OB成正比，要減小壓桿對傳感器的壓力，應減小OB，即把踏板觸點B向左移動。
若電源電壓變爲14V，爲保**器仍在踏板原設定的最大壓力值時*（即電壓表示數仍然爲5V），電路中的電流仍爲0.5A；
*時壓力傳感器的電阻：R″=
=
=18Ω；
由圖象可知，當傳感器的阻值爲18Ω時，對應的壓力爲F壓′=15N，
根據槓桿平衡條件可得：F踏×OB′=F壓′×OA，即150N×OB′=15N×1.2m，
解得OB′=0.12m=12cm；
移動的距離：s=OB﹣OB′=20cm﹣12cm=8cm，
故觸點B應該向左移動8cm。
知識點：歐姆定律單元測試
題型：計算題
