Question

某玻璃廠要研發(fā)一款新型玻璃，要求每平方米能承受5×10⁵ N的撞擊力。測(cè)試時(shí)，取一小塊玻璃樣品（質(zhì)量可不計(jì)），平放在如圖甲所示電路中的壓力傳感器上，閉合開關(guān)S，釋放重物，經(jīng)撞擊后玻璃仍完好無損，電流表的示數(shù)隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示（不考慮時(shí)刻之后的情況）。已知壓力傳感器的阻值R_N隨壓力F變化的圖象如圖丙所示；玻璃受到最大撞擊力時(shí)與重物的接觸面積= 1×10^-3 m²；電源電壓U = 36 V，定值電阻= 20Ω。則：

（1）從重物開始下落到撞擊玻璃樣品前這段時(shí)間內(nèi)，電阻兩端的電壓是多少？

（2）玻璃樣品受到的最大撞擊力多大？

（3）請(qǐng)通過計(jì)算說明該樣品是否滿足設(shè)計(jì)要求？

Answer 1

解：（1）由圖乙知，撞擊前，0.2 A …………………………………………

     由 …………………………………………………………………… 

     得電阻兩端電壓0.2 A×20 Ω=4 V ……………………

（2）由圖乙知，當(dāng)樣品受到最大撞擊力時(shí)，1.2 A ……………………

        此時(shí)電阻兩端電壓1.2 A×20 Ω=24 V

     此時(shí)壓力傳感器=10Ω ……………………

        由圖丙知, 10Ω時(shí)，壓力傳感器受到的最大撞擊力為600 N，即樣品受到

     的最大撞擊力600 N …………………………………………………

（3）設(shè)計(jì)要求玻璃能承受的壓強(qiáng) Pa …………

     樣品受到的最大壓強(qiáng) Pa …………

     因?yàn)?sub>＞，故樣品滿足設(shè)計(jì)要求�！�…………………………………