Question

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16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，变化的关系如图17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，机械装置启动，将质量不达标的物品推出传送带，实现自动筛选功能。g取l0N/kg。试问：

（1）当物品随传送带匀速运动时，物品          （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）当压敏电阻的电功率最大时，电路中的电流为多少？此时在检测区上物品的质量是多少？

（4）电路中的电池使用一段时间后，电源电压会降低，能通过检测区物品的最小质量将       （选填“增大”或“减小”）。

Answer 1

（1）（1分）不受

（2）（3分）当检测区上没有物品时，由图17可知R＝l00Ω

R两端的电压U_R＝U－U₀＝12V－2V＝10V

电路中的电流I＝＝0.1A

则R₀＝＝20Q

（3）（4分）R的电功率P＝（U－U₀）I＝（U－IR₀）I＝12I－20I²

利用求极值公式，可知当I＝0.3A时，P有最大值

此时电压表的示数U₀＝I R₀＝0.3A×20Ω＝6V

则＝20Ω

由图17可知对应的压力 F＝40N

则物品的质量m＝＝4kg

（4）（1分）增大

评分标准：参考以上标准，其他解法只要合理同样给分。