Question

【题目】如图甲所示，电源电压U＝12V，小灯泡L标有“9V8.1W”字样，R为某种压敏电阻其阻值R与受到的压力F成反比，（如图乙所示），R的正上方放有一铁制品A，A的正上方固定一电磁铁B，其线圈电阻不计。灯丝电阻恒定不变，g取10N/kg

（1）当开关S接b时，电磁铁B的下端为其磁场的_____极。当开关S接a，A的质量增大时，小灯泡的亮度_____

（2）当铁制品A的质量为2kg，开关S接b时，电压表的示数为8V，则此时压敏电阻的阻值为多少欧_______？电磁铁B对铁制品A的吸引力为多少牛________？

Answer 1

【答案】S 变亮 5Ω 8N

【解析】

（1）当开关S接b点时，根据安培定则知电磁铁B的下端为其磁场的S极；

由甲电路图可知，开关接a时，L与R串联，铁制品对R的压力大小等于其重力，当A的质量增大时，重力增大，对压敏电阻的压力增大，根据图乙可知，压敏电阻的阻值减小，根据可知，小灯泡的电流增大，由P＝I2R可知灯泡实际功率变大，灯的亮度变亮；

（2）开关接b时，L、R和电磁铁串联，电压表测量灯泡两端的电压；

当2kg的铁制品放在R上，开关接b时，电压表的示数为8V，

铁制品的重力：G＝mg＝2kg×10N/kg＝20N，

此时压敏电阻两端的电压：U′＝U﹣UL′＝12V﹣8V＝4V，

灯泡的电阻：，

通过小灯泡的电流为：，

串联电路中各处的电流相等，通过压敏电阻的电流等于通过小灯泡的电流，

则此时压敏电阻的阻值：，

由图象乙知，R与压力F成反比，且FR＝60NΩ，

则当R′＝5Ω时，R受到的压力，

根据力的作用相互性可知R对铁制品的支持力F支=F=12N，

由力的平衡条件可得，电磁铁P对铁制品的吸引力：F吸＝G﹣F支＝20N﹣12N＝8N。