20l5河南中招物理22题解析

20l5河南中招物理22题解析

22．在课外活动中，同学们设计了一种物品自动筛选器，可将质量小于一定标准的物品自动剔除，其原理如图16所示：放在水平轻质传送带上的物品，经过装有压敏电阻R的检测区时，使R的阻值发生变化，其阻值随压力，变化的关系如图17所示。已知电源电压为12V，R0为定值电阻，当电路中电压表示数小于2.4V时，机械装置启动，将质量不达标的物品推出传送带，实现自动筛选功能。g取l0N/kg。试问：
（1）当物品随传送带匀速运动时，物品 （选填“受”或“不受”）摩擦力。
（2）当检测区上没有物品时，电压表的示数为2V，R0的阻值为多少？
（3）当压敏电阻的电功率最大时，电路中的电流为多少？此时在检测区上物品的质量是多少？
（4）电路中的电池使用一段时间后，电源电压会降低，能通过检测区物品的最小质量将 （选填“增大”或“减小”）。
【答案】（1）不受 （2）20Ω （3）20Ω 4kg （4）增大
解析（1）当物体随传送带匀速运动时，物体与传送带相对静止，并且也没有相对滑动的趋势，物体不受摩擦力；
当检测区上没有物品时，由图可知R＝l00Ω
当检测区上没有物品时，由图17可知R＝l00Ω
R两端的电压UR＝U－U0＝12V－2V＝10V
电路中的电流I＝＝0.1A
则R0＝＝20Q
（3）（4分）R的电功率P＝（U－U0）I＝（U－IR0）I＝12I－20I2
利用求极值公式，可知当I＝0.3A时，P有最大值
此时电压表的示数U0＝I R0＝0.3A×20Ω＝6V
则＝20Ω
由图17可知对应的压力 F＝40N
则物品的质量m＝＝4kg
根据串联电路的特点，当电源电压变小时，要使R0 两端电压大于2.4V，R 两端电压
要更小，需要更大的压力，压力越大，物体质量越大，能通过检测区物体的最小质量将增大。

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