Question

【題目】電阻式傳感器被廣泛應用與測力、測壓、稱重，它的核心部分是一只可變電阻，一同學用如圖甲所示電路研究某電阻式傳感器的特性，圖中R0為定值電阻，R為電阻式傳感器，當控制其阻值從0變為60Ω，測得傳感器消耗的電功率與通過它的電流關系圖像如圖乙所示，已知電源電壓恒定不變．

（1）求P1的值；（2）求電阻式傳感器R的最大電功率值．

Answer 1

【答案】（1）0.6W（2）0.9375W

【解析】

由電路圖可知，R與R0串聯，電壓表測R兩端的電壓，電流表測電路中的電流．

（1）．由題知，電阻式傳感器的阻值從0變為60Ω，傳感器消耗的電功率與通過它的電流關系圖象如圖乙所示，由圖乙可知，通過傳感器的電流最小為0.1A，由歐姆定律可知電路中的總電阻最大，傳感器的電阻最大，即為60Ω；

當I=0.1A時，P1的值：

P1=I2R=（0.1A）2×60Ω=0.6W；

（2）．由題意可知，當R=0時，電路中只有R0，電路電流為0.5A，即I==0.5A————①，

當R=60Ω時，R與R0串聯，電路電流為0.1A，即I==0.1A————②，

聯立①②解得，U=7.5V, R0=15Ω,

電阻式傳感器R的電功率：P=I2R=()2R= R==;

當R=15Ω時，P有最大值，Pmax==0.9375W.

答：（1）．P1的值為0.6W；

（2）．電阻式傳感器R的最大電功率值為0.9375W．