Question

【题目】学了电阻的相关知识后，小明萌生了对自己的手机屏幕的抗摔能力进行测试的想法．于是在老师的帮助下设计了如图甲所示的传感电路进行测试，在实验测试时，将手机样品（不计质量）平放在压力传感器上，闭合开关S，自由释放静止重物撞击后手机样品屏幕仍完好无损．从重物开始下落到撞击样品的这个过程中，记录的电流表的示数I随时间t变化的图象如图乙所示，压力传感器的电阻R随压力F变化的图象如图丙所示．电源的电压=22V，定值电阻R0=10Ω．求：

（1）从重物下落的过程中，电路中的电流是多少？

（2）在重物下落的过程中，压力传感器的电阻是多少？

（3）按照实验测试，若手机样品在撞击过程中受到的撞击力为300N时，电路中的电流能否达到最大值？

Answer 1

【答案】（1）从重物下落的过程中，电路中的电流是0.2A．

（2）在重物下落的过程中，压力传感器的电阻是100Ω．

（3）按照实验测试，若手机样品在撞击过程中受到的撞击力为300N时，电路中的电流不能达到最大值

【解析】

试题分析：（1）由图丙所示图象求出重物下落过程电路电流；

（2）应用欧姆定律求出压力传感器的电阻．

（3）由图象求出最大电流，然后求出压力传感器电阻，再由图丙求出撞击力，最后比较即可．

解：（1）由图乙可知，在重物没有撞击传感器的过程中，电路中的电流I=0.2A，

（2）根据欧姆定律：I=可知，

定值电阻R0两端的电压：U0=IR0=0.2A×10Ω=2V，

压力传感器两端的电压为：UN=U﹣U0=22V﹣2V=20V，

由I=可知：压力传感器的电阻RN===100Ω；

（2）由图丙可知，撞击力最大时，电阻最小，电流最大，又由图乙可知，最大的电流为Imax=1.2A，

由I=可知：电源电压：U=Imax（R0+R），

压力传感器的电阻：R=﹣R0=﹣10Ω≈8.3Ω，

由图丙可知，此时受到撞击力F＞600N；

所以手机样品在撞击过程中受到的撞击力为300N时电路中的电流不能达到最大值．

答：（1）从重物下落的过程中，电路中的电流是0.2A．

（2）在重物下落的过程中，压力传感器的电阻是100Ω．

（3）按照实验测试，若手机样品在撞击过程中受到的撞击力为300N时，电路中的电流不能达到最大值．