解题思路:(1)踏板空载时,通过表中信息可以得出电阻大小,利用欧姆定律可以求电流;
(2)根据欧姆定律求出此时压力传感器的电阻值,根据表中信息得出此时作用在R上的压力,最后根据水平面上压力和自身的重力相等和G=mg求出人的质量;
(3)已知能承受的最大压强,根据公式F=PS可求出压力传感器受到的最大压力,再依据表中的变化规律得出此时的阻值,根据欧姆定律求出此时电路中的最大电流,即可得出仪表(电流表)的量程.
(1)踏板空载时电流表读数为I=[U/R]=[4.8V/300Ω]=0.016A=16mA;
(2)当电流为20mA时,压力传感器的电阻为:
R′=[U
I′=
4.8V/0.02A]=240Ω,
由表中信息可知压力传感器受到的压力为F=500N,
人的质量m=[G/g]=[F/g]=[500N/10N/kg]=50kg;
(3)传感器能承受的最大压力:
F′=PS=1×107Pa×2×10-4m2=2000N,
分析表中的数据可以看出,压力每增加250N,电阻减小30Ω,
所以压力为2000N时,压力传感器的电阻为R″=60Ω,
此时电路中的电流I″=[U
R″=
4.8V/60Ω]=0.08A=80mA,即仪表(电流表)的量程为80mA.
答:(1)该秤零起点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘16毫安处;
(2)如果某人站在该秤踏板上,电流表刻度盘的示数为20mA,这个人的质量为50kg;
(3)若压杆与压力传感器之间的接触面积是2cm2,则该秤的仪表(电流表)量程是80毫安.
点评:
本题考点: 欧姆定律的应用.
考点点评: 理解这一装置的工作原理,是解决此题的前提,此题中主要考查了欧姆定律的应用以及压强的计算等,具有一定的综合性,也对我们分析题意的能力提出了较高的要求.