Question

16．在课外活动中，同学们设计了一种物品自动筛选器，可将质量小于一定标准的物品自动剔除，其原理如图1所示：放在水平轻质传送带上的物品，经过装有压敏电阻R的检测区时，使R的阻值发生变化，其阻值随压力F变化的关系如图2所示．已知电源电压为12V，R₀为定值电阻，当电路中电压表示数小于2.4V时，机械装罝启动，将质量不达标的物品推出传送带，实现自动筛选功能，求：

（1）当物品随传送带匀速运动时，物品不受（选填“受”或“不受”）摩擦力．
（2）当检测区上没有物品时，电压表的示数为2V，R₀的阻值为多少？
（3）当压敏电阻的阻值为20Ω时，此时在检测区上物品的质量是多少？

Answer 1

分析 （1）根据摩擦力产生的条件进行分析；
（2）根据图象，得出不放物品时电阻R的阻值，计算出R两端的电压，根据欧姆定律计算出电路中的电流值，最后由R=$\frac{U}{I}$可得R₀的阻值；
（3）当压敏电阻的阻值为20Ω时，根据图象得出检测区上压力F的大小，根据F=G=mg即可求出质量．

解答 解：（1）当物品随传送带匀速运动时，物体与传送带之间没有相对运动的趋势，所以物品不受摩擦力作用；
（2）当检测区没有物品时，由图可知，R=100Ω；
R两端的电压：U_R=U-U₀=12V-2V=10V；
电路中的电流I=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{10V}{100Ω}$=0.1A；
则R₀=$\frac{{U}_{0}}{I}$=$\frac{2V}{0.1A}$=20Ω；
（3）当压敏电阻的阻值为20Ω时，由图可知，对应压力F=40N；
由于F=G=40N；
则物品的质量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{40N}{10Nkg}$=4kg．
故答案为：（1）不受；
（2）R₀的阻值为20Ω；
（3）当压敏电阻的阻值为20Ω时在检测区上物品的质量是4kg．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是能够从图象中得出相关的信息．