Question

2．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)過檢測點(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)生變化．當(dāng)U_AB≤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15V．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)檢測點(diǎn)上沒有水果時(shí)，電路中的電流是多大？
（2）當(dāng)機(jī)械裝置啟動(dòng)時(shí)，水果對壓敏電阻的壓力小于多少時(shí)，水果將被推出傳送帶？

Answer 1

分析 （1）由圖2可知，當(dāng)檢測點(diǎn)上沒有水果時(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）根據(jù)歐姆定律求出當(dāng)U_AB=3V時(shí)電路中的電流，利用串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R兩端的電壓，利用歐姆定律求出R的阻值，由圖乙得出對應(yīng)水果的壓力；
（3）根據(jù)水平面上物體的壓力和自身的重力相等以及G=mg求出250g水果的壓力，根據(jù)圖乙讀出對應(yīng)壓敏電阻的阻值，此時(shí)通過電磁繼電器的電流I≥0.15A，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出AB之間的阻值即可得出答案．

解答 解：（1）由圖2可知，當(dāng)檢測點(diǎn)上沒有水果時(shí)，R=100Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中的電流：
I=$\frac{U}{R+{R}_{0}}$=$\frac{15V}{100Ω+20Ω}$=0.125A；
（2）當(dāng)U₀=3V時(shí)，電路中的電流：
I′=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{3V}{20Ω}$=0.15A，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，壓敏電阻兩端的電壓：
U₁=U-U₀=15V-3V=12V，
壓敏電阻的阻值：
R′=$\frac{{U}_{1}}{I′}$=$\frac{12V}{0.15A}$=80Ω，
查圖表得F=0.5N，
即水果對壓敏電阻的壓力小于0.5N時(shí)，水果將被推出傳送帶；
答：（1）當(dāng)檢測點(diǎn)上沒有水果時(shí)，電路中的電流是0.125A；
（2）當(dāng)機(jī)械裝置啟動(dòng)時(shí)，水果對壓敏電阻的壓力小于0.5N時(shí)，水果將被推出傳送帶．

點(diǎn)評 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．