Question

3．如图甲所示的电路中，电源电压为12V，R₂为100Ω的定值电阻，压敏电阻R₁的阻值随压力变化关系如图乙所示．开关S闭合后，解答下列问题：

（1）当压敏电阻R₁受到的压力从0逐渐增大到4N时，电流表示数将增大（选填“增大”或“减小”）．
（2）电阻R₂消耗的电功率为多大？
（3）当电流表示数为0.32A时，压敏电阻R₁受到的压力是多大？

Answer 1

分析 由电路图可知，R₁与R₂并联，电流表测干路电流．
（1）根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知压力变化时通过R₂的电流变化，根据图乙可知压力F由0逐渐增大到4N时R₁阻值的变化，根据欧姆定律可知通过R₁电流的变化，根据并联电路的电流特点可知电流表示数的变化；
（2）根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过R₂的电流，利用P=UI求出电阻R₂消耗的电功率；
（3）根据并联电路的电流特点求出当电流表示数为0.32A时通过R₁的电流，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出R₂阻值，根据图乙得出压敏电阻R₁受到的压力．

解答 解：由电路图可知，R₁与R₂并联，电流表测干路电流．
（1）因并联电路中各支路独立工作、互不影响，
所以，当压敏电阻R₁受到的压力变化时，通过R₂的电流不变，
由图乙可知，压力F由0逐渐增大到4N时，R₁的阻值减小，
因并联电路中各支路两端的电压不变，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可知，通过R₁的电路增大，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，干路电流增大，即电流表的示数增大；
（2）通过通过R₂的电流：
I₂=$\frac{U}{{R}_{2}}$=$\frac{12V}{100Ω}$=0.12A，
电阻R₂消耗的电功率：
P₂=UI₂=12V×0.12A=1.44W；
（3）当电流表示数为0.32A时，通过R₁的电流：
I₁=I-I₂=0.32A-0.12A=0.2A，
此时压敏电阻R₁的阻值：
R₁=$\frac{U}{{I}_{1}}$=$\frac{12V}{0.2A}$=60Ω，
由图乙可知，压敏电阻R₁受到的压力F=1N．
答：（1）增大；
（2）电阻R₂消耗的电功率为1.44W；
（3）当电流表示数为0.32A时，压敏电阻R₁受到的压力是1N．

点评 本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是根据图象读出压力和压敏电阻对应的值．