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        1. (2011?思明區(qū))如圖1是水果自動篩選裝置,它能將質(zhì)量小于一定標準的水果自動剔除,其原理如下:傳送帶上的水果經(jīng)過檢測點時,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UAB<3V時,機械裝置啟動,將質(zhì)量不達標的小水果推出傳送帶,實現(xiàn)自動篩選功能.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)當檢測點上沒有水果時,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)不同等級的水果篩選的質(zhì)量標準是不同的.請你對電路進行改進,使該裝置能夠方便地改設(shè)不同的篩選標準.
          分析:(1)由圖2可知,當檢測點上沒有水果時壓敏電阻的阻值,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UAB=3V時電路中的電流,利用串聯(lián)電路的電壓特點求出R兩端的電壓,利用歐姆定律求出R的阻值,由圖2得出對應水果的壓力,水平面上水果的重力和壓力相等,根據(jù)G=mg求出對應水果的質(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的方法.
          解答:解:(1)由圖2可知,當檢測點上沒有水果時,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,此時電路中的電流:
          I=
          U
          R1+R0
          =
          12V
          100Ω+20Ω
          =0.1A;
          (2)當U0=3V時,電路中的電流:
          I1=I0=
          U0
          R0
          =
          3V
          20Ω
          =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=
          U1
          I1
          =
          9V
          0.15A
          =60Ω,
          查圖表得F=G=1N,
          由G=mg可得,水果的質(zhì)量:
          m=
          G
          g
          =
          1N
          10N/kg
          =0.1kg,
          所以該裝置能夠剔除質(zhì)量小于0.1kg的水果;
          (3)將R0改為可調(diào)電阻,如滑動變阻器、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)時觀測.
          答:(1)當檢測點上沒有水果時,電路中的電流是0.1A;
          (2)該裝置能夠剔除質(zhì)量小于0.1千克的水果;
          (3)將R0改為可調(diào)電阻,如滑動變阻器、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)時觀測.
          點評:本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律的應用,關(guān)鍵是根據(jù)題意得出剔除水果時R0兩端的電壓和從圖象中得出相關(guān)的信息.
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