Question

7．甲圖為升降機電路的部分原理圖，電源電壓恒定為6V，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）壓敏電阻不受壓力時，電壓表示數(shù)為2V，定值電阻R₀的電功率為多少？
（2）在電路正常工作時，此壓敏電阻能承受的最大壓力為多少？
（3）在不改變電表的條件下，要增大壓敏電阻的承壓范圍，應(yīng)如何調(diào)整？（寫出一條）
（4）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（選填“大于”、“等于”或“小于”）U₀．

Answer 1

分析 （1）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．
（2）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．
（3）根據(jù)電路圖應(yīng)用串聯(lián)電路特點分析答題．
（4）應(yīng)用平衡條件與串聯(lián)電路特點、歐姆定律分析答題．

解答 解：（1）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=6V-2V=4V，
電路電流：I=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{4V}{200Ω}$=0.02A，
定值電阻阻值：R₀=$\frac{{U}_{0}}{I}$=$\frac{2V}{0.02A}$=100Ω，
定值電阻R₀的電功率：P₀=U₀I=2V×0.02A=0.04W；
（2）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=$\frac{{U}_{0最大}}{{R}_{0}}$=$\frac{3V}{100Ω}$=0.03A，
此時壓敏電阻阻值：R₁′=$\frac{{U}_{1}′}{{I}_{最大}}$=$\frac{U-{U}_{0最大}}{{I}_{最大}}$=$\frac{6V-3V}{0.03A}$=100Ω，
由圖乙所示圖象可知，壓敏電阻阻值為100Ω時，其所受壓力為2500N；
（3）由圖乙所示圖象可知，壓敏電阻所受壓力越大，壓敏電阻阻值越小，電路總電阻越小，電源電壓不變，電路總電流越大，定值電阻兩端電壓越大，要增大壓敏電阻的承壓范圍，而不改變電表的條件，可以適當減小定值電阻阻值，或減小電源電壓，或在電路中再串聯(lián)一個分壓電阻．
（4）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．答：（1）壓敏電阻不受壓力時，電壓表示數(shù)為2V，定值電阻R₀的電功率為0.04W；
（2）在電路正常工作時，此壓敏電阻能承受的最大壓力為2500N；
（3）可以適當減小定值電阻阻值；
（4）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，當升降機勻速下降使，電壓表示數(shù)等于U₀．

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．