Question

【題目】學了電阻的相關知識后，小明萌生了對自己的手機屏幕的抗摔能力進行測試的想法．于是在老師的幫助下設計了如圖甲所示的傳感電路進行測試，在實驗測試時，將手機樣品（不計質量）平放在壓力傳感器上，閉合開關S，自由釋放靜止重物撞擊后手機樣品屏幕仍完好無損．從重物開始下落到撞擊樣品的這個過程中，記錄的電流表的示數I隨時間t變化的圖象如圖乙所示，壓力傳感器的電阻R隨壓力F變化的圖象如圖丙所示．電源的電壓=22V，定值電阻R0=10Ω．求：

（1）從重物下落的過程中，電路中的電流是多少？

（2）在重物下落的過程中，壓力傳感器的電阻是多少？

（3）按照實驗測試，若手機樣品在撞擊過程中受到的撞擊力為300N時，電路中的電流能否達到最大值？

Answer 1

【答案】（1）從重物下落的過程中，電路中的電流是0.2A．

（2）在重物下落的過程中，壓力傳感器的電阻是100Ω．

（3）按照實驗測試，若手機樣品在撞擊過程中受到的撞擊力為300N時，電路中的電流不能達到最大值

【解析】

試題分析：（1）由圖丙所示圖象求出重物下落過程電路電流；

（2）應用歐姆定律求出壓力傳感器的電阻．

（3）由圖象求出最大電流，然后求出壓力傳感器電阻，再由圖丙求出撞擊力，最后比較即可．

解：（1）由圖乙可知，在重物沒有撞擊傳感器的過程中，電路中的電流I=0.2A，

（2）根據歐姆定律：I=可知，

定值電阻R0兩端的電壓：U0=IR0=0.2A×10Ω=2V，

壓力傳感器兩端的電壓為：UN=U﹣U0=22V﹣2V=20V，

由I=可知：壓力傳感器的電阻RN===100Ω；

（2）由圖丙可知，撞擊力最大時，電阻最小，電流最大，又由圖乙可知，最大的電流為Imax=1.2A，

由I=可知：電源電壓：U=Imax（R0+R），

壓力傳感器的電阻：R=﹣R0=﹣10Ω≈8.3Ω，

由圖丙可知，此時受到撞擊力F＞600N；

所以手機樣品在撞擊過程中受到的撞擊力為300N時電路中的電流不能達到最大值．

答：（1）從重物下落的過程中，電路中的電流是0.2A．

（2）在重物下落的過程中，壓力傳感器的電阻是100Ω．

（3）按照實驗測試，若手機樣品在撞擊過程中受到的撞擊力為300N時，電路中的電流不能達到最大值．