题目内容
【题目】如图甲所示，电源电压U＝6 V，S为单刀双掷开关，小灯泡L的电阻为RL＝10 Ω，忽略温度对灯丝电阻的影响，R为某种压敏电阻，其阻值R与压力F成反比，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上水平放置重量为10 N的铁制品，开关接a，小灯泡两端的电压为多少V？（保留一位小数）
(2)当开关接a时，当压敏电阻的功率达到最大时，放置铁制品的质量是多少？（g取10 N/kg）
(3)在R上水平放置重量为50 N的铁制品，开关接b，电压表稳定后的示数为5 V，则此时压敏电阻的阻值为多少Ω？电磁铁P对铁制品的吸引力为多少N?
【答案】(1) 4.3 V；(2) 0.4 kg；(3) 2 Ω；30 N
【解析】
(1)由图乙知F＝10 N时，R＝4 Ω
则此时电路中的电阻R总＝R＋RL＝4 Ω＋10 Ω＝14 Ω
由串联电路电流规律知
＝
则UL＝
U＝
×6 V≈4.3 V
(2)当压敏电阻阻值等于灯泡电阻时，压敏电阻的功率最大，即R′＝RL＝10 Ω
由图乙知，此时F＝
N＝4 N
则铁制品质量m＝
＝
＝
＝0.4 kg
(3)开关接b时，电路中电流I＝
＝
＝0.5 A
压敏电阻的阻值R″＝
＝
＝2 Ω
由图乙知，此时的压力F′＝20 N
那么电磁铁对铁制品的吸引力
F吸＝G铁－F′＝50 N－20 N＝30 N
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