Question

【題目】如圖1是水果自動(dòng)篩選裝置，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(guò)檢測(cè)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)生改變，當(dāng)UAB＜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12V，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(cè)點(diǎn)上沒(méi)有水果時(shí)，電路中的電流是多大？
（2）該裝置能夠剔除質(zhì)量小于多少千克的水果？
（3）不同等級(jí)的水果篩選的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是不同的．請(qǐng)你對(duì)電路進(jìn)行改進(jìn)，使該裝置能夠方便地改設(shè)不同的篩選標(biāo)準(zhǔn)．

Answer 1

【答案】
（1）解：由圖2可知，當(dāng)檢測(cè)點(diǎn)上沒(méi)有水果時(shí)，R1=100Ω，

∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，

∴根據(jù)歐姆定律可得，此時(shí)電路中的電流：

I= = =0.1A；

（2）解：當(dāng)U0=3V時(shí)，電路中的電流：

I1=I0= = =0.15A，

∵串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，

∴壓敏電阻兩端的電壓：

U1=U﹣U0=12V﹣3V=9V，

壓敏電阻的阻值：

R1= = =60Ω，

查圖表得F=G=1N，

由G=mg可得，水果的質(zhì)量：

m= = =0.1kg，

所以該裝置能夠剔除質(zhì)量小于0.1kg的水果；

（3）解：將R0改為可調(diào)電阻，如滑動(dòng)變阻器、電阻箱，也可將變阻器與電流表串聯(lián)連入電路，方便調(diào)節(jié)時(shí)觀(guān)測(cè)．
【解析】（1）由圖2可知，當(dāng)檢測(cè)點(diǎn)上沒(méi)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)UAB=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2得出對(duì)應(yīng)水果的壓力，水平面上水果的重力和壓力相等，根據(jù)G=mg求出對(duì)應(yīng)水果的質(zhì)量即可得出答案；（3）可以從電路的組裝和器材的選擇等方面提出改進(jìn)的方法．
【考點(diǎn)精析】通過(guò)靈活運(yùn)用歐姆定律及其應(yīng)用和電阻的串聯(lián)，掌握歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無(wú)關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過(guò)的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時(shí)，電阻越大，則通過(guò)的電流就越�。�（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時(shí)，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；電阻的串聯(lián)有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（指R1，R2串聯(lián)） 1、電流：I=I1=I2（串聯(lián)電路中各處的電流相等） 2、電壓：U=U1+U2（總電壓等于各處電壓之和） 3、 電阻：R=R1+R2（總電阻等于各電阻之和）如果n個(gè)阻值相同的電阻串聯(lián)，則有R總=nR 4、分壓作用：U1:U2=R1:R2即可以解答此題．