Question

【题目】在综合实践活动中，科技小组设计了一个由压敏电阻控制的报警电路。如图所示，电源电压恒为18V，电阻箱最大阻值为999.9Ω。报警器（电阻不计）通过的电流达到或超过10mA会报警，超过20mA会损坏。压敏电阻Rx在压力不超过800N的前提下，其阻值随压力F的变化规律如下表所示。

压力 F/N	0	50	100	150	200	250	300	…
电阻 Rx/Ω	580	560	540	520	500	4.80	460	…

（1）为不损坏元件，报警电路允许消耗的最大功率是多少______？

（2）在压敏电阻Rx所受压力不超过800N的前提下，报警电路所选滑动变阻器的最大阻值不得小于多少______？

（3）现要求压敏电阻受到的压力达到或超过200N时，电路报警。按照下列步骤调试此报警电路：

①电路接通前，滑动变阻器滑片P置于b端；根据实验要求，应将电阻箱调到一定的阻值，这一阻值为_______ Ω；

②将开关向_______端（填数字）闭合，调节_______，直至_______；

③保持_______，将开关向另一端闭合，报警电路即可正常使用。

（4）对（3）中已调试好的报警电路，现要求压敏电阻受到的压力达到或超过700N时，电路报警。若电源电压可调，其它条件不变，则将电源电压调为_______ V即可。

Answer 1

【答案】0.36W 1540Ω 500 2 滑动变阻器的滑片P 报警器报警 滑动变阻器的滑片P位置不变 16

【解析】

(1)超过20mA会损坏，消耗的最大功率是：；

(2)由表格数据可知，压力每增大50N，电阻R的阻值减小20Ω，即电阻R的阻值随压力F的增大而减小，应是一次函数关系，设为R=kF+b，把F=0N、R=580Ω和F=50N、R=560Ω代入可得：R=580Ω，560Ω=k×50N+b，解得：k=0.4Ω/N，b=580Ω，所以电子元件的阻值R随压力F变化的关系式是R=580Ω0.4Ω/N×F，当压敏电阻Rx所受压力是800N时，电阻为：R=580Ω0.4Ω/N×800N，解得：R=260N，当电路中的电流为10mA时，电路中的总电阻：，则此时滑动变阻器的最大阻值：R′=R总R=1800Ω260Ω=1540Ω；

(3)现要求压敏电阻受到的压力达到或超过200N时，电路报警。按照下列步骤调试此报警电路：

①电路接通前，滑动变阻器滑片P置于b端；根据实验要求，应将电阻箱调到一定的阻值，这一阻值为500Ω，要求压敏电阻受到的压力达到或超过200N时，由表中数据可得，此时压敏电阻是500Ω；

②为了保证电阻箱电阻500Ω连入电路，将开关向2端闭合，调节滑动变阻器的滑片P，直至报警器报警，这时滑动变阻器的一部分电阻也连入电路；

③利用控制变量法，保持滑动变阻器的滑片P位置不变，即滑动变阻器的电阻不变，将开关向1端闭合，报警电路即可正常使用，即保证压力达到或超过200N时，电路报警；

(4)压敏电阻是500Ω时，滑动变阻器的电阻： ，压敏电阻受到的压力达到或超过700N时，由R=580Ω0.4Ω/N×F，得电阻是：R=300Ω，电路报警时需要的电源电压：.