题目内容
【题目】一传感器(可以看作电阻)上标有“3V,0.3 A”字样,其含义是它的正常工作电压为 3V,正常工作的电流为 0.3 A 为了检测它的电学性能,设计了如图所示的电路,将它与滑动变阻器串联,滑动变阻器上标有“10Ω ,1 A”字样。
(1)如果a、b间加6V的电压,当滑动变阻器接入电阻最大时,电流表示数为多少?
(2)如果a、b间加4.5V的电压,要使传感器正常工作,滑动变阻器接入电路的电阻多大?
【答案】(1)0.3A;(2)5Ω。
【解析】
(1)由I=得传感器R1的电阻为:
R1===10Ω
当滑动变阻器接入电阻最大时,滑动变阻器的最大值为10Ω;电路的总电阻为:
R=R1+R2=10Ω+10Ω=20Ω
此时电流表示数为:
I===0.3A
(2)a、b间加4.5V的电压时,传感器正常工作时其两端的电压为3V,因串联电路中总电压等于各分电压之和;滑动变阻器两端的电压:
U滑=UU传=4.5V3V=1.5V
因串联电路中各处的电流相等,所以,由I=可得,滑动变阻器接入电路的电阻:
R滑====5Ω
答:(1)如果a、b间加6V的电压,当滑动变阻器接入电阻最大时,电流表示数为0.3A;
(2)如果a、b间加4.5V的电压,要使传感器正常工作,滑动变阻器接入电路的电阻为5Ω。
【题目】今年的科技文化节又掀起了一番热潮,初三创新小组的同学们设计了一个电路来研究浮力与排开液体的体积的关系,如图所示,电源电压恒定,R为滑动变阻器,电压表量程为0-15V,在压敏电阻Rx上放有托盘,托盘上放有足够深的容器(不计托盘和容器的质量),容器的底面积为500cm2,装有50N的水,压敏电阻Rx上表面的受力面积为100cm2把滑动变阻器调至最大值,闭合开关,用足够长的轻质硬杆(质量和体积均不计)连接不吸水的圆柱体模型,硬杆能承受的最大力为32N,模型的底面积为400cm2,高10cm。将模型两次浸入水中,两次滑动变阻器都接入最大值。第一次模型下表面距水面3cm,电压表示数为9V,杆的作用力为16N;第二次模型下表面距水面9cm,电压表示数为6V。Rx的阻值随压力F的变化关系如下表
F/N | 50 | 55 | 62 | 78 | 82 | 86 | 90 | 100 | 110 | 120 | 130 |
Rx/Ω | 25 | 23 | 20 | 16 | 12 | 10 | 8 | 6 | 5 | 4 | 3 |
(1)若滑动变阻器接入阻值不变,将模型逐渐浸入水中直到浸没的过程中,请分析说明电路中的电流如何变化?
(2)当模型下表面距水面9cm时,求杆对模型的作用力
(3)在保证电路及各器件安全的情况下,求该电路的最大电功率。