Question

1．甲圖為升降機電路的部分原理圖，電源電壓恒定為12V，R₀為定值電阻，電壓表量程為0-3V，壓敏電阻R₁的阻值與所受壓力大小的關(guān)系如圖乙所示．
（1）若在升降機底板上放置一個物塊，靜置時電壓表示數(shù)為U₀，當升降機勻速下降時，電壓表示數(shù)等于（填“大于”、“等于”或“小于”）U₀．
（2）壓敏電阻不受壓力時，電壓表示數(shù)為2V，求定值電阻R₀的阻值和R₀的電功率．
（3）在電路正常工作時，求此壓敏電阻能承受的最大壓力．

Answer 1

分析 （1）應(yīng)用平衡條件與串聯(lián)電路特點、歐姆定律分析答題．
（2）由圖乙所示圖象求出壓力為零時壓敏電阻阻值，由串聯(lián)電路特點求出定值電阻兩端電壓，由歐姆定律求出電路電流與定值電阻阻值．
（3）壓力越大，壓敏電阻電壓值越小，電路電流越大，電壓表示數(shù)越大，求出電壓表示數(shù)最大時電路電流，然后應(yīng)用串聯(lián)電路特點與歐姆定律求出壓敏電阻阻值，最后根據(jù)圖乙所示圖象求出壓敏電阻所受壓力．

解答 解：（1）升降機勻速下降，重物處于平衡狀態(tài)，重物對壓敏電阻的壓力等于其重力保持不變，壓敏電阻阻值保持不變，電路總電阻保持不變，電路電流保持不變，定值電阻兩端電壓不變，電壓表所示不變，仍等于U₀．
（2）由圖乙所示圖象可知，壓力為零時，壓敏電阻阻值：R₁=200Ω，
壓敏電阻兩端電壓：U₁=U-U₀=12V-2V=10V，
電路電流：I=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{10V}{200Ω}$=0.05A，
定值電阻阻值：R₀=$\frac{{U}_{0}}{I}$=$\frac{2V}{0.05A}$=40Ω，
定值電阻R₀的電功率：P₀=U₀I=2V×0.05A=0.1W；
（3）壓敏電阻所受壓力最大，其阻值最小，電路電流最大，定值電阻兩端電壓最大，電壓表量程為3V，則定值電阻兩端最大電壓為3V，
電路最大電流：I_最大=$\frac{{U}_{0最大}}{{R}_{0}}$=$\frac{3V}{40Ω}$=0.075A，
此時壓敏電阻阻值：R₁′=$\frac{{{U}_{1}}^{′}}{{I}_{最大}}$=$\frac{U-{U}_{0最大}}{{I}_{最大}}$=$\frac{12V-3V}{0.075A}$=120Ω，
由圖乙所示圖象可知，壓敏電阻阻值為120Ω時，其所受壓力為2000N；
答：（1）等于；
（2）壓敏電阻不受壓力時，電壓表示數(shù)為2V，定值電阻R₀的阻值為40Ω，電功率為0.1W；
（3）在電路正常工作時，此壓敏電阻能承受的最大壓力為2000N．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律的應(yīng)用，能從圖象中得出有用的信息是關(guān)鍵．