Question

（2011?惠山區(qū)一模）某科技興趣小組制作了一艘小潛水艇．為了測定該潛水艇下潛在水中某深度時受到的壓強(qiáng)，他們設(shè)計了如圖甲所示的電路，其中電源電壓U=12V；R₀是阻值為20Ω的定值電阻；A為壓強(qiáng)表，其實質(zhì)是一只量程為0～100mA的電流表；R 是一種壓力傳感器，它用于感應(yīng)壓力的受力面積為60cm²，且所能承受的壓力足夠大，其阻值R隨壓力F變化的關(guān)系如圖乙所示．問：?

（1）在電路中連入R₀的目的是

防止電路發(fā)生短路或保護(hù)電路

．
（2）當(dāng)該潛水艇浮在水面（壓力傳感器未浸入水中）時，電路中的電流多大？?
（3）若將此表改成壓力表，有什么不足？（寫出一點即可）

壓力達(dá)到一定值后，電流表示數(shù)變化不明顯，無法顯示壓力大小

．

Answer 1

分析：（1）在電路中串聯(lián)一個穩(wěn)定的電阻可起到保護(hù)電路的作用；
（2）通過圖乙讀出當(dāng)F為0時，R的阻值，再利用歐姆定律公式進(jìn)行計算；
（3）儀表的設(shè)計要考慮到量程、靈敏度等因素．

解答：解：（1）因為R的阻值是變化的，所以串聯(lián)一個定值電阻R₀可起到保護(hù)電路的作用；
（2）當(dāng)潛水艇浮在水面時，傳感器受到的壓力F=0，對應(yīng)的電阻R=480Ω，??
I=

U

R0+R

=

12V

20Ω+480Ω

=0.024A=24mA；
（3）分析圖象特點可知，當(dāng)壓力達(dá)到一定值后，電流表示數(shù)變化不明顯，無法顯示壓力大小，再者壓力表刻度很可能不均勻，測量范圍也是有限的．
故答案為：（1）防止電路發(fā)生短路或保護(hù)電路；（2）當(dāng)該潛水艇浮在水面時，電路中的電流為24mA；
（3）壓力達(dá)到一定值后，電流表示數(shù)變化不明顯，無法顯示壓力大小（或壓力表刻度不均勻；或測量范圍太小．合理即可）

點評：理解這一自制潛水艇的基本原理，并能通過圖象獲得相關(guān)的信息和數(shù)據(jù)，才能順利解決此題，本題的難點在于對儀表狀態(tài)的理解．