Question

【题目】如图甲所示，电源电压U=16V，S为单刀双掷开关，小灯泡L的电阻RL=10Ω，且保持不变，R为某种压敏电阻，其阻值R与压力F成反比关系，（如图乙所示），R的正上方装有一电磁铁P，其线圈电阻不计，g取10N/kg．

（1）在R上水平放置质量为1kg的铁制品，开关接a，通过小灯泡的电流为多少？小灯泡两端的电压为多少？

（2）在R上水平放置质量为3kg的铁制品，开关接b，电压表稳定后的示数为12V，此时压敏电阻的阻值为多大？电磁铁对铁制品的吸引力为多大？

Answer 1

【答案】（1）在R上水平放置质量为1kg的铁制品，开关接a，通过小灯泡的电流为1A，小灯泡两端的电压为10V；

（2）在R上水平放置质量为3kg的铁制品，开关接b，电压表稳定后的示数为12V，此时压敏电阻的阻值为，电磁铁对铁制品的吸引力为12N．

【解析】

试题分析：（1）由甲电路图可知，开关接a时，L与R串联，电压表测L两端的电压，电磁铁无磁性，在R上水平放置质量为1kg的铁制品时，因水平面上物体的压力和自身的重力相等，所以，R上受到的压力：F=G=mg=1kg×10N/kg=10N，由图乙可知，当F=10N时，电阻R=6Ω，因串联电路中各处的电流相等，所以，通过小灯泡的电流即电路中电流：，小灯泡两端的电压：UL=IRL=1A×10Ω=10V；

（2）由甲电路图可知，开关接b时，L与R串联，电压表测L两端的电压，电磁铁有磁性，此时电路中的电流：，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，压敏电阻两端的电压：

UR′=U-UL′=16V-12V=4V，则压敏电阻的阻值：，由图象知，FR=60NΩ，则当时，，3kg铁制品的重力：G′=m′g=3kg×10N/kg=30N，电磁铁P对铁制品的吸引力：F′=G′-F支=30N-18N=12N．

答：（1）在R上水平放置质量为1kg的铁制品，开关接a，通过小灯泡的电流为1A，小灯泡两端的电压为10V；

（2）在R上水平放置质量为3kg的铁制品，开关接b，电压表稳定后的示数为12V，此时压敏电阻的阻值为，电磁铁对铁制品的吸引力为12N．