Question

【題目】如圖甲所示是一臺(tái)地磅工作的基本原理圖，當(dāng)小汽車駛?cè)胙b有壓敏電阻R的檢測區(qū)時(shí)，使R的阻值發(fā)生變化，其阻值隨壓力F變化的關(guān)系如圖乙所示，并使電表示數(shù)發(fā)生改變．已知電源電壓為220V，R0為定值電阻，阻值為110Ω．g取10N/kg．試問：

（1）壓敏電阻是由 （選填“導(dǎo)體”、“絕緣體”或“半導(dǎo)體”）材料制成的．

（2）當(dāng)檢測區(qū)上沒有車輛時(shí)，電路中的電流應(yīng)為多少？

（3）當(dāng)壓敏電阻的電功率最大時(shí)，在檢測區(qū)上車輛的質(zhì)量是多少？

Answer 1

【答案】（1）半導(dǎo)體；

（2）當(dāng)檢測區(qū)上沒有車輛時(shí)，電路中的電流應(yīng)為0.67A；

（3）當(dāng)壓敏電阻的電功率最大時(shí)，在檢測區(qū)上車輛的質(zhì)量是1.5t

【解析】試題分析：（1）介于導(dǎo)體和絕緣體之間的稱為半導(dǎo)體，利用半導(dǎo)體制成的特殊電阻能夠隨外界條件而自動(dòng)改變電阻值；

（2）當(dāng)檢測區(qū)上沒有車輛時(shí)，由圖乙可知壓敏電阻的阻值，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流；

（3）根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律表示出電路中的電流，根據(jù)P=I2R表示出壓敏電阻的電功率，然后變形表達(dá)式判斷壓敏電阻電功率最大時(shí)的阻值，根據(jù)圖象讀出檢測區(qū)上車輛的壓力，也是汽車的重力，根據(jù)G=mg求出汽車的質(zhì)量．

解：（1）壓敏電阻是由半導(dǎo)體材料制成的；

（2）當(dāng)檢測區(qū)上沒有車輛時(shí)，F=0N，由圖乙可知壓敏電阻的阻值R=220Ω，

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==≈0.67A；

（3）由電路圖可知，定值電阻R0與壓敏電阻R串聯(lián)，

所以，電路中的電流：I=，

壓敏電阻的電功率：

PR=I2R=（）2R====，

當(dāng)R=R0=110Ω時(shí)，壓敏電阻消耗的電功率最大，

由圖象可知，在檢測區(qū)上車輛產(chǎn)生的壓力F=1.5×104N，

因水平面上物體的壓力和自身的重力相等，

所以，由G=mg可得，在檢測區(qū)上車輛的質(zhì)量：

m====1.5×103kg=1.5t．

答：（1）半導(dǎo)體；

（2）當(dāng)檢測區(qū)上沒有車輛時(shí)，電路中的電流應(yīng)為0.67A；

（3）當(dāng)壓敏電阻的電功率最大時(shí)，在檢測區(qū)上車輛的質(zhì)量是1.5t．