问题详情:
在课外活动中,同学们设计了一种物品自动筛选器,可将质量小于一定标准的物品自动剔除,其原理如图1所示:放在水平轻质传送带上的物品,经过装有压敏电阻R的检测区时,使R的阻值发生变化,其阻值随压力变化的关系如图2所示。已知电源电压为12V,R0为定值电阻,当电路中电压表示数小于2.4V时,机械装罝启动,将质量不达标的物品推出传送带,实现自动筛选功能。g取10N/kg。试问:
(1)当检测区上没有物品时,电压表的示数为2V,R0的阻值为____Ω。
(2)当压敏电阻的电功率最大时,电路中的电流为多少?此时在检测区上物品的质量为多少?(________)
(3)电路中的电池使用一段时间后,电源电压会降低,能通过检测区物品的最小质量将____(选填“增大”或“减小”)。
【回答】
20Ω 0.12A,1kg 增大
【解析】
【分析】
【详解】
(1)当检测区上没有物品时,电压表的示数为2V,由串联电路电压规律可得
当当检测区上没有物品时,由图2可知,压敏电阻为100Ω,电路中电流为
R0的阻值为
(2)压敏电阻的电功率为
当电路中电压表示数小于2.4V时,机械装罝启动,将质量不达标的物品推出传送带,实现自动筛选功能。所以U0=2.4V时,压敏电阻的电功率最大,此时电路中电流为
压敏电阻阻值为
由图2可知,此时通过检测区物品的重力为10N,质量为
(3)定值电阻两端电压小于2.4V时,机械装罝启动,将质量不达标的物品推出传送带,电源电压降低后,定值电阻两端电压仍为2.4V,压敏电阻两端的电压变小,电流不变,压敏电阻阻值变小,由图2可知压力变大,能通过检测区物品的最小质量将增大。
答:(1)R0的阻值为20Ω;(2)当压敏电阻的电功率最大时,电路中的电流为0.12A,此时在检测区上物品的质量为1kg;(3)电路中的电池使用一段时间后,电源电压会降低,能通过检测区物品的最小质量将增大。
知识点:欧姆定律
题型:计算题