某水果自動(dòng)篩選裝置(如圖1所示),它能將質(zhì)量小于一定標(biāo)準(zhǔn)的水果自動(dòng)剔除.其原理如下:傳送帶上的水果經(jīng)過(guò)檢測(cè)點(diǎn)時(shí),使壓敏電阻R的阻值發(fā)生變化.AB間的電壓也隨之發(fā)生改變.當(dāng)UAB<3V時(shí),機(jī)械裝置啟動(dòng),將質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的小水果推出傳送帶,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)篩選功能.已知:電源電壓為12V.R0=20Ω,壓敏電阻R的阻值隨壓力變化關(guān)系如圖2所示.求:
(1)當(dāng)檢測(cè)點(diǎn)上沒(méi)有水果時(shí),電路中的電流是多大?
(2)不同等級(jí)的水果篩選的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是不同的.請(qǐng)你對(duì)電路進(jìn)行改進(jìn),使該裝置能夠方便篩選不同水果.
(3)當(dāng)壓力改變時(shí),壓敏電阻R的最大功率是多少?此時(shí)在檢測(cè)點(diǎn)上的水果質(zhì)量是多少?(提示:y=-a(x-b)2+c,則頂點(diǎn)y=c)

解:(1)由圖2可知,當(dāng)檢測(cè)點(diǎn)上沒(méi)有水果時(shí),R1=100Ω,
∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,
∴根據(jù)歐姆定律可得,此時(shí)電路中的電流:
I===0.1A;
(2)將R0改為可調(diào)電阻,如滑動(dòng)變阻器、電阻箱,也可將變阻器與電流表串聯(lián)連入電路,方便調(diào)節(jié)時(shí)觀測(cè);
(3)設(shè)壓敏電阻R的功率最大時(shí)為I,
∵串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,
∴壓敏電阻R兩端的電壓:
UR=U-U0=U-IR0=12-20I,
壓敏電阻R的功率:
PR=URI=(12-20I)I=-20(I-0.3)2+1.8,
∴當(dāng)I=0.3A時(shí),P最大=1.8W,
此時(shí)壓敏電阻R的阻值:
R′===20Ω,
由圖知R=20Ω時(shí),F(xiàn)=5N,
∵G=F=5N,
∴水果質(zhì)量:
m===0.5kg.
答:(1)當(dāng)檢測(cè)點(diǎn)上沒(méi)有水果時(shí),電路中的電流是0.1A;
(2)將R0改為可調(diào)電阻,如滑動(dòng)變阻器、電阻箱,也可將變阻器與電流表串聯(lián)連入電路,方便調(diào)節(jié)時(shí)觀測(cè);
(3)當(dāng)壓力改變時(shí),壓敏電阻R的最大功率是1.8W,此時(shí)在檢測(cè)點(diǎn)上的水果質(zhì)量是0.5kg.
分析:(1)由圖2可知,當(dāng)檢測(cè)點(diǎn)上沒(méi)有水果時(shí)壓敏電阻的阻值,根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流;
(2)可以從電路的組裝和器材的選擇等方面提出改進(jìn)的方法;
(3)根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出壓敏電阻R兩端的電壓,利用P=UI表示出壓敏電阻R的功率,利用題干中所給的數(shù)學(xué)知識(shí)求出壓敏電阻R的最大功率,再根據(jù)P=I2R求出此時(shí)壓敏電阻的阻值,由圖2得出水果的壓力即為水果的重力,再根據(jù)G=mg求出此時(shí)水果的質(zhì)量.
點(diǎn)評(píng):本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用,關(guān)鍵是根據(jù)題意得出剔除水果時(shí)R0兩端的電壓和從圖象中得出相關(guān)的信息,難點(diǎn)是利用數(shù)學(xué)知識(shí)求出壓敏電阻R的最大功率.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

(2013?南安市質(zhì)檢)某水果自動(dòng)篩選裝置(如圖1所示),它能將質(zhì)量小于一定標(biāo)準(zhǔn)的水果自動(dòng)剔除.其原理如下:傳送帶上的水果經(jīng)過(guò)檢測(cè)點(diǎn)時(shí),使壓敏電阻R的阻值發(fā)生變化.AB間的電壓也隨之發(fā)生改變.當(dāng)UAB<3V時(shí),機(jī)械裝置啟動(dòng),將質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的小水果推出傳送帶,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)篩選功能.已知:電源電壓為12V.R0=20Ω,壓敏電阻R的阻值隨壓力變化關(guān)系如圖2所示.求:
(1)當(dāng)檢測(cè)點(diǎn)上沒(méi)有水果時(shí),電路中的電流是多大?
(2)不同等級(jí)的水果篩選的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是不同的.請(qǐng)你對(duì)電路進(jìn)行改進(jìn),使該裝置能夠方便篩選不同水果.
(3)當(dāng)壓力改變時(shí),壓敏電阻R的最大功率是多少?此時(shí)在檢測(cè)點(diǎn)上的水果質(zhì)量是多少?(提示:y=-a(x-b)2+c,則頂點(diǎn)y=c)

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

某水果自動(dòng)篩選裝置(如圖所示),它能將質(zhì)量小于一定標(biāo)準(zhǔn)的水果自動(dòng)剔除。其原理如下:傳送帶上的水果經(jīng)過(guò)檢測(cè)點(diǎn)時(shí),使壓敏電阻R的阻值發(fā)生變化。AB間的電壓也隨之發(fā)生改變。當(dāng)UAB<3V時(shí),機(jī)械裝置啟動(dòng),將質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的小水果推出傳送帶,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)篩選功能。已知:電源電壓為12V。RO=20Ω,壓敏電阻R的阻值隨壓力變化關(guān)系如圖所示。求:

(1)當(dāng)檢測(cè)點(diǎn)上沒(méi)有水果時(shí),電路中的電流是多大?

(2)不同等級(jí)的水果篩選的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是不同的。請(qǐng)你對(duì)電路進(jìn)行改進(jìn),使該裝置能夠方便篩選不同水果。

(3)當(dāng)壓力改變時(shí),壓敏電阻R的最大功率是多少?此時(shí)在檢測(cè)點(diǎn)上的水果質(zhì)量是多少?(提示:y=-a(x-b)+c,則頂點(diǎn)y=c)

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來(lái)源:2013年福建省泉州市南安市初中學(xué)業(yè)質(zhì)量檢查物理試卷(解析版) 題型:解答題

某水果自動(dòng)篩選裝置(如圖1所示),它能將質(zhì)量小于一定標(biāo)準(zhǔn)的水果自動(dòng)剔除.其原理如下:傳送帶上的水果經(jīng)過(guò)檢測(cè)點(diǎn)時(shí),使壓敏電阻R的阻值發(fā)生變化.AB間的電壓也隨之發(fā)生改變.當(dāng)UAB<3V時(shí),機(jī)械裝置啟動(dòng),將質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的小水果推出傳送帶,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)篩選功能.已知:電源電壓為12V.R=20Ω,壓敏電阻R的阻值隨壓力變化關(guān)系如圖2所示.求:
(1)當(dāng)檢測(cè)點(diǎn)上沒(méi)有水果時(shí),電路中的電流是多大?
(2)不同等級(jí)的水果篩選的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是不同的.請(qǐng)你對(duì)電路進(jìn)行改進(jìn),使該裝置能夠方便篩選不同水果.
(3)當(dāng)壓力改變時(shí),壓敏電阻R的最大功率是多少?此時(shí)在檢測(cè)點(diǎn)上的水果質(zhì)量是多少?(提示:y=-a(x-b)2+c,則頂點(diǎn)y=c)

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案