题目内容
【题目】为反对浪费,响应“光盘行动”,小明为自助餐厅的餐桌设计了“光盘仪”.餐盘放在载盘台上,若盘内剩余食物的质量达到或超过规定值,人一旦离开餐桌,提示器就会发出提示音,其原理如下图所示,电源电压3V不变.提示器的电阻忽略不计,传感器R1的阻值随载盘台所载质量变化的关系如表所示.开关S闭合后,问:
载盘台所载 | 100 | 110 | 120 | 130 | 140 | 150 | 160 | … |
传感器R1/Ω | 100 | 90 | 80 | 70 | 60 | 50 | 40 | … |
(1)根据表中数据,当载盘台所载质量是150g时,R1的阻值是多少?电路中的电流是多少?
(2)在第(1)问的基础上,通电8s,电流通过R1产生的热量是多少?
(3)当电路中的电流达到0.075A时,提示器会发出提示音,若空餐盘质量为100g,此时盘内剩余食物的质量是多少?
【答案】
(1)解:根据表中数据可知,当载盘台所载质量是150g时,R1的阻值为50Ω;
提示器的电阻忽略不计,则电路中的电流:
I= = =0.06A;
(2)解:电流通过R1产生的热量:Q=I2R1t=(0.06A)2×50Ω×8s=1.44J;
(3)解:当电路中的电流达到0.075A,
由I= 可得,传感器的阻值:R1′= = =40Ω;
查表可知,载盘台所载质量为160g,
则剩余食物的质量为160g﹣100g=60g.
【解析】(1)先根据表中数据读出,当载盘台所载质量是150g时对应R1的阻值,然后根据串联电路电阻的特点求出电路的总电阻,然后根据欧姆定律求出电路中的电流;(2)根据Q=I2Rt即可求出通电8s,电流通过R1产生的热量;(3)先根据欧姆定律的变形公式求出电路中电流为0.075A时电路的电阻,然后根据串联电路电阻的特点求出传感器的阻值,并从表中读出对应载盘台上物体的质量,进一步求出盘内剩余食物的质量.
【考点精析】解答此题的关键在于理解欧姆定律及其应用的相关知识,掌握欧姆定律的应用: ① 同一个电阻,阻值不变,与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时,通过的电流也增大.(R=U/I) ② 当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小.(I=U/R) ③ 当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大.(U=IR),以及对焦耳定律的计算公式及其应用的理解,了解焦耳定律公式:Q=I2Rt ,(式中单位Q→焦;I→安(A);R→欧(Ω);t→秒.).