Question

如图是水果自动筛选装置，它能将质量小于一定标准的水果自动剔除，其原理如下：传送带上的水果经过检测点时，使压敏电阻R的阻值发生变化，AB间的电压也随之发生改变，当U_AB<3 V时，机械装置启动，将质量不达标的小水果推出传送带，实现自动筛选功能。已知：电源电压为12 V，R₀=20 Ω，压敏电阻R的阻值随压力变化关系如图所示。求：

（1）当检测点上没有水果时，电路中的电流是多大？

（2）该装置能够剔除质量小于多少千克的水果？

（3）不同等级的水果筛选的质量标准是不同的。请你对电路进行改进，使该装置能够方便地改设不同的筛选标准。

 

Answer 1

【答案】

（1）0.1 A (2)质量小于0.1 kg的水果（3）将R₀改为可调电阻，如滑动变阻器、电阻箱，也可将变阻器与电流表串联连入电路，方便调节时观测

【解析】解：（1）当检测点上没有水果时，R₁＝100 Ω---------------------(1分)

R ＝R₁+ R₀＝100 Ω+20 Ω=120 Ω

I ＝U /R=12 V/120Ω=0.1 A --------------------(1分)

(2)当U₀=3 V时，I ₁=I ₀=U ₀/R₀=3 V/20 Ω=0.15 A--------------------------------------(1分)

U ₁＝U — U ₀=12 V—3 V=9 V

R₁ =U ₁/I ₁=9 V/0.15 A=60 Ω---------------------------------------------------------------(1分)

查图表得F=G=1 N　-----------------------------------------------------------------------(１分)

m=G/g=1 N/10 N/kg=0.1 kg

所以该装置能够剔除质量小于0.1 kg的水果。--------------------------------------------(1分)

（3）将R₀改为可调电阻，如滑动变阻器、电阻箱，也可将变阻器与电流表串联连入电路，方便调节时观测。文字说明或画电路图皆得分。-------------------------------(2