Question

【題目】為反對浪費，響應“光盤行動”號召，達到“且吃且珍惜”之目的，小明為自家開的餐廳的餐桌設計了“光盤儀”。餐盤放在載盤臺上，若盤內剩余食物的質量達到或超過規定量，人一旦離開餐桌，提示器就會發出提示音，其原理圖如圖所示。電源電壓6V不變，提示器的電阻R0=50Ω，傳感器R1的阻值隨載盤臺所載質量變化的關系如下表所示。開關S閉合后，問：

(1)根據表中數據，當載盤臺所載質量是100 g時，流過傳感器R1的電流是多少?此時提示器兩端的電壓和消耗的電功率各是多少？

(2) 在第（1）問的基礎上，通電500s，電流通過R1產生的熱量是多少?

(3)當電路中的電流達到0.06A時，提示器會發出提示音。若空餐盤質量為100 g，求此時盤內剩余食物的質量是多少克?

Answer 1

【答案】見解析

【解析】（1）分析電路可得電路為串聯電路，有表格可得當載盤臺所載質量為100g時，對應傳感器R1的阻值為100Ω，又R0=50Ω，故得R總=R1+R0=100Ω+50Ω=150Ω；此時電路電流 ；此時提示器兩端電壓U1=IR0=0.04A×50Ω=2V；提示器消耗的電功率P=UI=2V×0.04A=0.08W；（2）通電500s，電流通過R1產生的熱量Q=I2R1t=（0.04A）2×100Ω×500s=80J；（3）當電路中的電流達到0.06A時，提示器會發出提示音，此時電路總電阻R總’= ；又因提示電阻阻值為50Ω，可得此時傳感器電阻R1=50Ω，從表中可得載盤臺所載質量為150g，若空餐盤質量為100 g，此時盤內剩余食物的質量是50g。