某玻璃廠要研發一款新型玻璃，要求每平方米能承受5×105N的撞擊力．測試時，取一小塊玻璃樣品（質量可不計），平...

問題詳情：

某玻璃廠要研發一款新型玻璃，要求每平方米能承受5×105N的撞擊力．測試時，取一小塊玻璃樣品（質量可不計），平放在如圖*所示電路中的壓力傳感器上，閉合開關S，釋放重物，經撞擊後玻璃仍完好無損，電流表的示數隨時間變化的圖象如圖乙所示（不考慮t0時刻之後的情況）．已知壓力傳感器的阻值RN隨壓力F變化的圖象如圖*所示；玻璃受到最大撞擊力時與重物的接觸面積S0=1×10﹣3m2；電源電壓U=36V，定值電阻R0=20Ω．則：

（1）從重物開始下落到撞擊玻璃樣品前這段時間內，電阻R0兩端的電壓是多少？

（2）玻璃樣品受到的最大撞擊力多大？

（3）請通過計算説明該樣品是否滿足設計要求？

【回答】

解：（1）由圖乙知，撞擊前，Imin=0.2A，

由I=可得：

電阻兩端電壓U0=IminR0=0.2 A×20Ω=4V；

（2）由圖乙知，當樣品受到最大撞擊力時，Imax=1.2A，

此時電阻兩端電壓：U′0=ImaxR0=1.2A×20Ω=24V，

此時壓力傳感器電阻阻值：RN===10Ω，

由圖*知，RN=10Ω時，壓力傳感器受到的最大撞擊力為600N，

即樣品受到的最大撞擊力：Fmax=600N；

（3）設計要求玻璃能承受的壓強：P===5×105Pa，

樣品受到的最大壓強：Pmax===6×105Pa，

因為Pmax＞P，故樣品滿足設計要求．

答：（1）從重物開始下落到撞擊玻璃樣品前這段時間內，電阻R0兩端的電壓是4V；

（2）玻璃樣品受到的最大撞擊力600N；

（3）該樣品滿足設計要求．

知識點：歐姆定律單元測試

題型：計算題