Question

如图甲所示，电源电压U=6V，S为单刀双掷开关，小灯泡L的电阻R_L=10Ω，R为某种压敏电阻，其阻值R与压力F成反比关系，（如图乙所示），R的正上方装有一电磁铁P，其线圈电阻不计．

（1）在R上水平放置质量为1kg的铁制品，开关接a，通过小灯泡的电流时多大？小灯泡两端的电压为多少伏？

（2）在R上水平放置质量为2kg的铁制品，开关接b，电压表稳定后的示数为4V，则此时压敏电阻的阻值为多少欧？电磁铁P对铁制品的吸引力为多少牛？

Answer 1

（1）铁制品的重力G=mg=1kg×10N/kg=10N；

由图乙知，当F=10N时，电阻R=6Ω，则电路中电流I===0.375A；

由I=得，灯泡两端的电压U_L=IR_L=0.375A×10Ω=3.75V；

（2）2kg铁制品的重力G′=m′g=2kg×10N/kg=20N；

此时电路中的电流I′===0.4A；

电阻R两端的电压U′=6V﹣4V=2V；

则R的阻值为R′===5Ω

由图象知，FR=60N•Ω，则当R=5Ω时，F==12N；

所以吸引力F′=20N﹣12N=8N．

答：（1）通过小灯泡的电流为0.375A；小灯泡两端的电压为3.75V；

（2）此时压敏电阻的阻值为5Ω；电磁铁P对铁制品的吸引力为8N．