Question

9．如圖甲所示的電路中，電源電壓為8V，R₂是阻值為40Ω的定值電阻，壓敏電阻R₁的阻值隨壓力的變化情況如圖乙所示．當開關S閉合后，問：

當壓敏電阻R₁受到的壓力從0增加到3N的過程中，電流表示數(shù)的變化是增大（填“增大”“減少”）；當電流表示數(shù)為0.4A時，壓敏電阻受到的壓力為2N；當電路連續(xù)工作10mim，電阻R₂產(chǎn)生的熱量為960J；若此熱量的84%給20g的水加熱，則水溫升高9.6℃（水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃））．

Answer 1

分析 （1）由圖乙所示可知，壓力F由0增大到4N時，R₁的阻值由100Ω減小到30Ω，根據(jù)歐姆定律分別求得當F=0時和F=3N時的電路，然后可知電流表示數(shù)的變化
（2）分析清楚電路結構，由圖示圖象求出壓力對應的電阻阻值，然后應用并聯(lián)電路特點與歐姆定律求得此時壓敏電阻阻值，然后根據(jù)圖乙可知壓敏電阻受到的壓力．
（3）根據(jù)Q₂=W₂=UIt可求得電阻R₂產(chǎn)生的熱量；
（4）已知此熱量的84%給20g的水加熱，根據(jù)Q=cm△t可求得水溫升高多少．

解答 解：（1）由圖甲所示電路圖可知，兩電阻并聯(lián)接在電源兩端，電流表測干路電流；
由圖乙所示可知，壓力F由0增大到3N時，R₁的阻值由100Ω減小到30Ω，則：
當F=0時，I=I₁+I₂=$\frac{U}{{R}_{1}}$+$\frac{U}{{R}_{2}}$=$\frac{8V}{100Ω}$+$\frac{8V}{40Ω}$=0.28A；
當F=3N時，I′=I₁′+I₂=$\frac{U}{{R}_{1}′}$+$\frac{U}{{R}_{2}}$=$\frac{8V}{30Ω}$+$\frac{8V}{40Ω}$≈0.47A；所以，電流表示數(shù)變大．
（2）通過定值電阻的電流：
I₂=$\frac{U}{{R}_{2}}$=$\frac{8V}{40Ω}$=0.2A，
電流表示數(shù)為0.4A時，通過壓敏電阻的電流：
I₁″=I″-I₂=0.4A-0.2A=0.20A，
此時壓敏電阻阻值：R₁=$\frac{U}{{I}_{1}″}$=$\frac{8V}{0.2A}$=40Ω，
由圖乙所示可知，R₁=40Ω時，F(xiàn)=2N，則壓力為2N；
（3）電阻R₂產(chǎn)生的電熱：
Q₂=W₂=UIt=8V×0.2A×10×60s=960J；
（4）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{Q}$和Q_吸=cm△t，可得
△t=$\frac{Qη}{cm}$=$\frac{960J×84%}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×0.02kg}$=9.6℃．
故答案為：增大；2；960；9.6．

點評 本題考查了判斷電流表示數(shù)如何變化、電阻受到的壓力、與電阻產(chǎn)生的焦耳熱，分析清楚電路結構、應用并聯(lián)電路特點與歐姆定律、焦耳定律即可正確解題；由圖乙所示圖示求出壓力所對應的壓敏電阻阻值是正確解題的前提關鍵．