某研究*學習小組設計了一種測定風力的裝置，其原理如圖*所示。迎風板與一壓敏電阻Rx連接，工作時迎風板總是正對風...

問題詳情：

某研究*學習小組設計了一種測定風力的裝置，其原理如圖*所示。迎風板與一壓敏電阻Rx連接，工作時迎風板總是正對風吹來的方向，壓敏電阻的阻值隨風力的變化而變化。已知電源電壓恆為9V，定值電阻R＝2Ω，電壓表量程為0～3V，壓敏電阻Rx與迎風板承受風力F的關係如圖乙所示。

（1）電壓表示數隨風力的增大而　增大　。（選填“增大”、“減小”或“不變”）。

（2）求無風時，定值電阻R消耗的電功率；

（3）求該裝置所能測量的最大風力；

（4）如果保持電壓表量程不變，且只能在電路中增加一個電阻R0，使該裝置能測量的最大風力增加到900N，計算電阻R0的阻值，並説明其連接方式。

【回答】

（1）增大；

（2）無風時，定值電阻R消耗的電功率為0.5W；

（3）該裝置所能測量的最大風力為720N；

（4）應在電路中串聯一個3Ω的電阻。

【解析】：（1）由*電路圖可知，R與Rx串聯，電壓表測R兩端的電壓，

由圖乙可知，風力增大時，Rx的阻值減小，電路中的總電阻減小，

由I可知，電路中的電流增大，

由U＝IR可知，R兩端的電壓增大，即電壓表的示數增大；

（2）由圖象可知，當無風時，電阻Rx＝16Ω，

因串聯電路中總電阻等於各分電阻之和，

所以，電路中的電流：

I0.5A，

定值電阻R消耗的電功率：

PR＝I2R＝（0.5A）2×2Ω＝0.5W；

（3）當所測風力最大時，Rx的阻值最小，電路中電流最大，則電壓表的示數UR＝3V最大，

因串聯電路中總電壓等於各分電壓之和，

所以，Rx兩端的電壓：

Ux＝U﹣UR＝9V﹣3V＝6V，

因串聯電路中各處的電流相等，

所以，電路中的電流：

I′1.5A，

則壓敏電阻的阻值：

Rx′4Ω，

由圖象可知，該裝置所能測量的最大風力為720N；

（4）當最大風力增加到900N時，Rx″＝1Ω，

保持電壓表量程不變，則電路中的電流1.5A不變，

此時電路中的總電阻：

R總6Ω＞R0+Rx″，

應在電路中串聯一個電阻R0，

R0＝R總﹣R﹣Rx″＝6Ω﹣2Ω﹣1Ω＝3Ω。

知識點：九年級下

題型：計算題