Question

【题目】电阻式传感器被广泛应用与测力、测压、称重，它的核心部分是一只可变电阻，一同学用如图甲所示电路研究某电阻式传感器的特性，图中R0为定值电阻，R为电阻式传感器，当控制其阻值从0变为60Ω，测得传感器消耗的电功率与通过它的电流关系图象如图乙所示，已知电源电压恒定不变．

（1）当通过传感器的电流为0.1A时，传感器的电阻为多少；

（2）求P1的值；

（3）求R0的阻值．

Answer 1

【答案】（1）60；（2）0.6W；（3）15Ω

【解析】试题分析：由电路图可知，R与R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流；（1）由题知，电阻式传感器的阻值从0变为60Ω，传感器消耗的电功率与通过它的电流关系图象如图乙所示；由图乙可知，通过传感器的电流最小为0.1A，由欧姆定律可知电路中的总电阻最大，传感器的电阻最大，即为60Ω；（2）当I=0.1A时，P1的值：P1=I2R=（0.1A）2×60Ω=0.6W；（3）当电路中的电流I=0.1A时，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，由I=U/R可得，电源的电压：U=I（R0+R）=0.1A×（R0+60Ω）﹣﹣①，当R=0Ω时，电路为R0的简单电路，此时电路中的电流最大，由图乙可知最大电流I′=0.5A，则电源的电压：U=I′R0=0.5A×R0﹣﹣﹣②，因电源的电压不变，所以，0.1A×（R0+60Ω）=0.5A×R0，解得：R0=15Ω。