Question

9．甲图为升降机电路的部分原理图，电源电压恒定为6V，R₀为定值电阻，电压表量程为0-3V，压敏电阻R₁的阻值与所受压力大小的关系如图乙所示．
（1）压敏电阻不受压力时，电压表示数为2V，定值电阻R₀的电功率为多少？
（2）在电路正常工作时，此压敏电阻能承受的最大压力为多少？
（3）在不改变电表的条件下，要增大压敏电阻的承压范围，应如何调整？（写出一条）

Answer 1

分析 （1）由图乙所示图象求出压力为零时压敏电阻阻值，由串联电路特点求出定值电阻两端电压，由欧姆定律求出电路电流与定值电阻阻值．
（2）压力越大，压敏电阻电压值越小，电路电流越大，电压表示数越大，求出电压表示数最大时电路电流，然后应用串联电路特点与欧姆定律求出压敏电阻阻值，最后根据图乙所示图象求出压敏电阻所受压力．
（3）根据电路图应用串联电路特点分析答题．

解答 解：
（1）由图甲知，R₀、R₁串联，电压表测R₀两端电压，
由图乙所示图象可知，压力为零时，压敏电阻阻值：R₁=200Ω，
压敏电阻两端电压：U₁=U-U₀=6V-2V=4V，
电路电流：I=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{4V}{200Ω}$=0.02A，
定值电阻阻值：R₀=$\frac{{U}_{0}}{I}$=$\frac{2V}{0.02A}$=100Ω，
定值电阻R₀的电功率：P₀=U₀I=2V×0.02A=0.04W；
（2）由图象知，压敏电阻所受压力最大，其阻值最小，电路电流最大，定值电阻两端电压最大，电压表量程为3V，则定值电阻两端最大电压为3V，
电路最大电流：I_最大=$\frac{{U}_{0最大}}{{R}_{0}}$=$\frac{3V}{100Ω}$=0.03A，
此时压敏电阻阻值：R₁′=$\frac{U′}{{I}_{最大}}$=$\frac{U-{U}_{0最大}}{{I}_{最大}}$=$\frac{6V-3V}{0.03A}$=100Ω，
由图乙所示图象可知，压敏电阻阻值为100Ω时，其所受压力为2500N；
（3）由图乙所示图象可知，压敏电阻所受压力越大，压敏电阻阻值越小，电路总电阻越小，电源电压不变，电路总电流越大，定值电阻两端电压越大，要增大压敏电阻的承压范围，而不改变电表的条件，可以适当减小定值电阻阻值，或减小电源电压，或在电路中再串联一个分压电阻．
答：（1）压敏电阻不受压力时，定值电阻R₀的电功率为0.04W；
（2）在电路正常工作时，此压敏电阻能承受的最大压力为2500N；
（3）可以适当减小定值电阻阻值．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，能从图象中得出有用的信息是关键．