Question

【題目】在課外活動(dòng)中，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了一種物品自動(dòng)篩選器，可將質(zhì)量小于一定標(biāo)準(zhǔn)的物品自動(dòng)剔除，其原理如圖甲所示：放在水平輕質(zhì)傳送帶上的物品，經(jīng)過(guò)裝有壓敏電阻R的檢測(cè)區(qū)時(shí)，使R的阻值發(fā)生變化，其阻值隨壓力變化的關(guān)系如圖乙所示。已知電源電壓為12V，R0為定值電阻，當(dāng)電路中電壓表示數(shù)小于2.4V時(shí)，機(jī)械裝置啟動(dòng)，將質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的物品推出傳送帶，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)篩選功能。g取10N/kg。試問(wèn)：

(1)當(dāng)物品隨傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物品_____（選填“受”或“不受”）摩擦力；

(2)當(dāng)檢測(cè)區(qū)上沒(méi)有物品時(shí)，電壓表的示數(shù)為2V，R0的阻值為_____Ω；

(3)該裝置能夠剔除物品的最小質(zhì)量是_____kg；

(4)電路中的電池使用一段時(shí)間后，電源電壓會(huì)降低，能通過(guò)檢測(cè)區(qū)物品的最小質(zhì)量將_____（選填“增大”或“減小”）。

Answer 1

【答案】不受 20 1 增大

【解析】

(1)[1]當(dāng)物品隨傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體與傳送帶之間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，所以物品不受摩擦力作用。

(2)[2]當(dāng)檢測(cè)區(qū)沒(méi)有物品時(shí)，壓力為0，由圖可知，R=100Ω，R兩端的電壓

UR=UU0=12V2V=10V

電路中的電流

I== =0.1A

根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律和歐姆定律的變形公式，R0的阻值

R0===20Ω

R0的阻值為20Ω。

(3)[3]當(dāng)電壓表示數(shù)U0′=2.4V時(shí)，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，壓敏電阻R兩端的電壓

UR′=U U0′=12V2.4V=9.6V

由串聯(lián)電路電流的規(guī)律和歐姆定律有

I′= =

即

=

解得：R′=80Ω，由圖2可知，壓敏電阻受到的壓力F=10N，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，該裝置能夠剔除物品的最小質(zhì)量

m====1kg

該裝置能夠剔除物品的最小質(zhì)量是1kg。

(4)[4]電源電壓降低，會(huì)使電壓表的示數(shù)變低，根據(jù)題目對(duì)電壓表的示數(shù)要求，要使電壓表的示數(shù)仍等于2.4V，電阻R對(duì)應(yīng)的阻值會(huì)比原來(lái)更小，則所受壓力更大，物體的質(zhì)量增大。