Question

20．為反對浪費．響應(yīng)“光盤行動”小明為自助餐廳的餐桌設(shè)計了“光盤儀”餐盤放在載盤臺上．若盤內(nèi)剩余食物的質(zhì)量達(dá)到或超過規(guī)定位．人一旦離開餐桌，提示器就會發(fā)出提示音，其原理圖如圖所示．電源電壓6V不變，提示器的電阻R₀恒為100Ω，傳感器R₁的阻值隨載盤臺所載質(zhì)量變化的關(guān)系如表所示．開關(guān)S閉合后，問：

載盤臺所載質(zhì)量m/g	100	110	120	130	140	150	160	…
傳感器R1/Ω	200	190	180	170	160	150	140	…

（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)當(dāng)載盤臺所載質(zhì)量是100g時，R₁的阻值是多少？電路中的電流是多少？
（2）在第（1）問的基礎(chǔ)上，通電10s．電流通過R₁產(chǎn)生的熱量是多少？
（3）當(dāng)電路中的電流達(dá)到0.025A時，提示器會發(fā)出提示音，若空餐盤質(zhì)量為100g，此時盤內(nèi)剩余食物的質(zhì)量是多少？

Answer 1

分析 （1）先根據(jù)表中數(shù)據(jù)讀出，當(dāng)載盤臺所載質(zhì)量是100g時對應(yīng)R₁的阻值，然后根據(jù)串聯(lián)電路電阻的特點求出電路的總電阻，然后根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流；
（2）根據(jù)Q=I²Rt即可求出通電10s，電流通過R₁產(chǎn)生的熱量；
（3）先根據(jù)歐姆定律的變形公式求出電路中電流為0.025A時電路的電阻，然后根據(jù)串聯(lián)電路電阻的特點求出傳感器的阻值，并從表中讀出對應(yīng)載盤臺上物體的質(zhì)量，進(jìn)一步求出盤內(nèi)剩余食物的質(zhì)量．

解答 解：（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)載盤臺所載質(zhì)量是100g時，R₁的阻值為200Ω；
此時電路的總電阻：R=R₁+R₀=200Ω+100Ω=300Ω；
電路中的電流：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{6V}{300Ω}$=0.02A；
（2）電流通過R₁產(chǎn)生的熱量：Q=I²Rt=（0.02A）²×200Ω×10s=0.8J；
（3）當(dāng)電路中的電流達(dá)到0.025A，R′=$\frac{U}{{I}^{′}}$=$\frac{6V}{0.025A}$=240Ω；
則R₁′=240Ω-100Ω=140Ω；
查表可知，載盤臺所載質(zhì)量為160g，則剩余食物的質(zhì)量為160g-100g=60g．
答：（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，當(dāng)載盤臺所載質(zhì)量是100g時，R₁的阻值是200Ω；電路中的電流是0.02A；
（2）通電10s，電流通過R₁產(chǎn)生的熱量是0.8J；
（3）當(dāng)電路中的電流達(dá)到0.025A時，提示器會發(fā)出提示音，若空餐盤質(zhì)量為100g，此時盤內(nèi)剩余食物的質(zhì)量是60g．

點評 本題考查電阻、電流和熱量的計算以及歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是公式及其變形的應(yīng)用，并能從表中獲得有用的信息．