Question

14．某同学为了研究某压敏电阻的伏安特性，通过实验得到了该压敏电阻的伏安特性曲线如图a所示．
（1）该同学所用蓄电池的电动势为6V，还有导线、开关及以下器材：
电流表有两个量程，分别为量程A（0～3A）和量程B（0～0.6A）
电压表有两个量程，分别为量程C（0～3V）和量程D（0～15V）
滑动变阻器有两种规格，分别为E（0～10Ω，1.0A）和F（0～200Ω，1.0A）
则电流表选B量程，电压表选C量程，滑动变阻器选E规格．（仅填代号即可）
（2）请在图b中用笔画线代替导线，把实验仪器连接成完整的实验电路．
（3）通过进一步实验研究知道，该压敏电阻R的阻值随压力变化的图象如图c所示．某同学利用该压敏电阻设计了一种“超重违规证据模拟记录器”的控制电路，如图d．已知该电路中电源的电动势均为6V，内阻为1Ω，继电器电阻为10Ω，当控制电路中电流大于0.06A时，磁铁即会被吸引．则只有当质量超过400kg的车辆违规时才会被记录．（取重力加速度g=10m/s²）

Answer 1

分析 （1）根据I-U图象得到电压和电流的最大值，然后选择电表量程；
（2）电压从零开始变化，故滑动变阻器采用分压式接法；压敏电阻阻值小，大内小外，故采用安培表外接法；
（3）根据欧姆定律求出压敏电阻的阻值，由（C）图读出压敏电阻所受的压力，再得到车辆的质量．

解答 解：（1）由图a得到，最大电压1.75V，最大电流0.3A，故电压表选择C量程，电流表选择B量程；
电压从零开始变化，故滑动变阻器采用分压式接法，滑动变阻器电阻越小，压敏电阻的电压变化越均匀，故选择规格E的滑动变阻器；
（2）滑动变阻器采用分压式接法；压敏电阻阻值小，大内小外，故采用安培表外接法；
电路如图所示：

（3）根据欧姆定律I=$\frac{E}{{R}_{总}}$
电路中的总电阻为：R_总=$\frac{E}{I}$=$\frac{6}{0.06}$=100Ω
压敏电阻的阻值为：R=100Ω-10Ω=90Ω
查图可知，当R=90Ω时，压敏电阻所受的压力F=4000N，
根据G=mg得：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{4000}{10}$=400kg；
故答案为：（1）B C E；（2）如图所示；（3）400．

点评 本题是一道连线生活实际的好题，要熟练掌握闭合电路欧姆定律等基本规律，要学会“看”电路和“分析”电路，提高综合分析能力．