Question

9．如圖所示，電源電壓為8V恒定不變，R₂是阻值為40Ω的定值電阻，壓敏電阻R₁的阻值隨壓力的變化情況如圖乙所示．當開關S閉合后，問：

（1）當電流表示數為0.4A時，壓敏電阻受到的壓力為多少？
（2）當壓力為4N時，電流表的示數為多大？此時R₂消耗的電功率是多少？

Answer 1

分析 由電路圖可知，R₁與R₂并聯，電流表測干路電流．
（1）根據并聯電路的電壓特點和歐姆定律求出通過R₂的電流，根據并聯電路的電流特點求出通過R₁的電流，再根據歐姆定律求出壓敏電阻的阻值，由表格數據可知壓敏電阻受到的壓力；
（2）由圖乙可知當壓力為4N時壓敏電阻的阻值，根據歐姆定律求出通過壓敏電阻的電流，利用并聯電路的電流特點求出電流表的示數，根據P=UI求出此時R₂消耗的電功率．

解答 解：由電路圖可知，R₁與R₂并聯，電流表測干路電流．
（1）因并聯電路中各支路兩端的電壓相等，
所以，通過R₂的電流：
I₂=$\frac{U}{{R}_{2}}$=$\frac{8V}{40Ω}$=0.2A，
因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，通過壓敏電阻的電流：
I₁=I-I₂=0.4A-0.2A=0.2A，
此時壓敏電阻阻值：
R₁=$\frac{U}{{I}_{1}}$=$\frac{8V}{0.2A}$=40Ω，
由圖乙所示可知，R₁=40Ω時，F=2N，則壓力為2N；
（2）由圖乙可知，當壓力為4N時，壓敏電阻的阻值R₁′=20Ω，
通過壓敏電阻的電流：
I₁′=$\frac{U}{{R}_{1}′}$=$\frac{8V}{20Ω}$=0.4A，
因并聯電路中各支路獨立工作、互不影響，
所以，通過R₂的電流不變，
則干路電流表的示數：
I′=I₁′+I₂=0.4A+0.2A=0.6A，
此時R₂消耗的電功率：
P₂=UI₂=8V×0.2A=1.6W．
答：（1）當電流表示數為0.4A時，壓敏電阻受到的壓力為2N；
（2）當壓力為4N時，電流表的示數為0.6A，此時R₂消耗的電功率是1.6W．

點評 本題考查了并聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用，關鍵是從圖象中讀出壓敏電阻對應的壓力值．