Question

如圖是水果自動篩選裝置，它能將質量小于一定標準的水果自動剔除，其原理如下：傳送帶上的水果經過檢測點時，使壓敏電阻R的阻值發生變化，AB間的電壓也隨之發生改變，當U_AB<3 V時，機械裝置啟動，將質量不達標的小水果推出傳送帶，實現自動篩選功能。已知：電源電壓為12 V，R₀=20 Ω，壓敏電阻R的阻值隨壓力變化關系如圖所示。求：

（1）當檢測點上沒有水果時，電路中的電流是多大？

（2）該裝置能夠剔除質量小于多少千克的水果？

（3）不同等級的水果篩選的質量標準是不同的。請你對電路進行改進，使該裝置能夠方便地改設不同的篩選標準。

 

Answer 1

【答案】

（1）0.1 A (2)質量小于0.1 kg的水果（3）將R₀改為可調電阻，如滑動變阻器、電阻箱，也可將變阻器與電流表串聯連入電路，方便調節時觀測

【解析】解：（1）當檢測點上沒有水果時，R₁＝100 Ω---------------------(1分)

R ＝R₁+ R₀＝100 Ω+20 Ω=120 Ω

I ＝U /R=12 V/120Ω=0.1 A --------------------(1分)

(2)當U₀=3 V時，I ₁=I ₀=U ₀/R₀=3 V/20 Ω=0.15 A--------------------------------------(1分)

U ₁＝U — U ₀=12 V—3 V=9 V

R₁ =U ₁/I ₁=9 V/0.15 A=60 Ω---------------------------------------------------------------(1分)

查圖表得F=G=1 N　-----------------------------------------------------------------------(１分)

m=G/g=1 N/10 N/kg=0.1 kg

所以該裝置能夠剔除質量小于0.1 kg的水果。--------------------------------------------(1分)

（3）將R₀改為可調電阻，如滑動變阻器、電阻箱，也可將變阻器與電流表串聯連入電路，方便調節時觀測。文字說明或畫電路圖皆得分。-------------------------------(2