Question

在課外活動中，同學們設計了一種物品自動篩選器，可將質量小于一定標準的物品自動剔除，其原理如圖16所示：放在水平輕質傳送帶上的物品，經過裝有壓敏電阻R的檢測區(qū)時，使R的阻值發(fā)生變化，其阻值隨壓力，變化的關系如圖17所示。已知電源電壓為12V，R₀為定值電阻，當電路中電壓表示數小于2.4V時，機械裝置啟動，將質量不達標的物品推出傳送帶，實現自動篩選功能。g取l0N/kg。試問：

（1）當物品隨傳送帶勻速運動時，物品          （選填“受”或“不受”）摩擦力。

（2）當檢測區(qū)上沒有物品時，電壓表的示數為2V，R₀的阻值為多少？

（3）當壓敏電阻的電功率最大時，電路中的電流為多少？此時在檢測區(qū)上物品的質量是多少？

（4）電路中的電池使用一段時間后，電源電壓會降低，能通過檢測區(qū)物品的最小質量將       （選填“增大”或“減小”）。

Answer 1

（1）（1分）不受

（2）（3分）當檢測區(qū)上沒有物品時，由圖17可知R＝l00Ω

R兩端的電壓U_R＝U－U₀＝12V－2V＝10V

電路中的電流I＝＝0.1A

則R₀＝＝20Q

（3）（4分）R的電功率P＝（U－U₀）I＝（U－IR₀）I＝12I－20I²

利用求極值公式，可知當I＝0.3A時，P有最大值

此時電壓表的示數U₀＝I R₀＝0.3A×20Ω＝6V

則＝20Ω

由圖17可知對應的壓力 F＝40N

則物品的質量m＝＝4kg

（4）（1分）增大

評分標準：參考以上標準，其他解法只要合理同樣給分。