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

（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：（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，I₁=I₀=U₀/R₀=3 V/20 Ω="0.15" A--------------------------------------(1分)
U₁＝U— U₀="12" V—3 V="9" V
R₁ =U₁/I₁="9" V/0.15 A="60" Ω---------------------------------------------------------------(1分)
查图表得F=G=1N　-----------------------------------------------------------------------(１分)
m=G/g=1N/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