Question

9．為反對(duì)浪費(fèi)，相應(yīng)“光盤(pán)行動(dòng)”，小明為自助餐廳的餐桌設(shè)計(jì)了“光盤(pán)儀”．餐盤(pán)放在載盤(pán)臺(tái)上，若盤(pán)內(nèi)剩余食物的質(zhì)量達(dá)到或超過(guò)規(guī)定值，人一旦離開(kāi)餐桌，提示器就會(huì)發(fā)出提示音，其原理圖如圖所示．電源電壓3V不變，提示音的電阻忽略不計(jì)，傳感器R₁的阻值隨載盤(pán)臺(tái)所載質(zhì)量變化的關(guān)系如2圖所示．開(kāi)關(guān)S閉合后，問(wèn)：

載盤(pán)臺(tái)所載質(zhì)量m/g	100	110	120	130	140	150	160	…
傳感器R1/Ω	100	90	890	70	60	50	40	…

（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，當(dāng)載盤(pán)臺(tái)所載質(zhì)量是140g時(shí)，R₁ 的阻值是多少？電路中的電流是多少？
（2）在第（1）問(wèn)的基礎(chǔ)上，通電5s．電流通過(guò)R₁產(chǎn)生的熱量是多少？
（3）當(dāng)電路中的電流達(dá)到0.06A時(shí)，提示器會(huì)發(fā)出提示音，若空餐盤(pán)質(zhì)量為100g，此時(shí)盤(pán)內(nèi)剩余食物的質(zhì)量是多少？

Answer 1

分析 （1）先根據(jù)表中數(shù)據(jù)讀出，當(dāng)載盤(pán)臺(tái)所載質(zhì)量是140g時(shí)對(duì)應(yīng)R₁的阻值，然后根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流；
（2）根據(jù)Q=I²Rt即可求出通電5s，電流通過(guò)R₁產(chǎn)生的熱量；
（3）先根據(jù)歐姆定律的變形公式求出電路中電流為0.06A時(shí)電路的電阻，然后從表中讀出對(duì)應(yīng)載盤(pán)臺(tái)上物體的質(zhì)量，進(jìn)一步求出盤(pán)內(nèi)剩余食物的質(zhì)量．

解答 解：（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)載盤(pán)臺(tái)所載質(zhì)量是140g時(shí)，R₁的阻值為60Ω；
電路中的電流：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{60Ω}$=0.05A；
（2）t=5s內(nèi)，電流通過(guò)R₁產(chǎn)生的熱量：Q=I²Rt=（0.05A）²×60Ω×5s=0.75J；
（3）當(dāng)電路中的電流達(dá)到0.06A，R′=$\frac{U}{I′}$=$\frac{3V}{0.06A}$=50Ω；
查表可知，載盤(pán)臺(tái)所載質(zhì)量為150g，則剩余食物的質(zhì)量為150g-100g=50g．
答：（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，當(dāng)載盤(pán)臺(tái)所載質(zhì)量是140g時(shí)，R₁的阻值是60Ω；電路中的電流是0.05A；
（2）通電5s，電流通過(guò)R₁產(chǎn)生的熱量是0.75J；
（3）當(dāng)電路中的電流達(dá)到0.06A時(shí)，提示器會(huì)發(fā)出提示音，若空餐盤(pán)質(zhì)量為100g，此時(shí)盤(pán)內(nèi)剩余食物的質(zhì)量是50g．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電阻、電流和熱量的計(jì)算以及歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是公式及其變形的應(yīng)用，并能從表中獲得有用的信息．