Question

【題目】如圖甲所示，電源電壓U=6V，S為單刀雙擲開關，小燈泡L的電阻RL=10Ω，R為某種壓敏電阻，其阻值R與壓力F成反比關系，（如圖乙所示），R的正上方裝有一電磁鐵P，其線圈電阻不計．

（1）在R上水平放置質量為1kg的鐵制品，開關接a，通過小燈泡的電流時多大？小燈泡兩端的電壓為多少伏？

（2）在R上水平放置質量為2kg的鐵制品，開關接b，電壓表穩定后的示數為4V，則此時壓敏電阻的阻值為多少歐？電磁鐵P對鐵制品的吸引力為多少牛？

Answer 1

【答案】（1）0.375A； 3.75V；（2）5Ω； 8N．

【解析】

試題分析：（1）鐵制品的質量為1kg,故鐵制品的重力G=mg=1kg×10N/kg=10N；由圖乙知，當F=10N時，電阻R=6Ω，電路中開關接a時，電路圖燈泡與電阻R串聯，所以電路中電流I=U/R總=6V/（10Ω+6Ω）=0.375A；由歐姆定律公式I=U/R得，燈泡兩端的電壓UL=IRL=0.375A×10Ω=3.75V；（2）當鐵制品的質量為2kg時，鐵制品的重力G′=m′g=2kg×10N/kg=20N；此時電壓表示數為4V，所以此時電路中的電流I’=UV/RL=4V/10Ω=0.4A；電阻R兩端的電壓U′=6V﹣4V=2V；則R的阻值為R′=U′/I′=2V/0.4A=5Ω；由圖象知，F×R=60NΩ，則當R=5Ω時，F=60NΩ/5Ω=12N；當壓力等于12N時，鐵制品重力為20N，所以吸引力F′=20N﹣12N=8N．