Question

10．某同學為了研究某壓敏電阻的伏安特性，通過實驗得到了該壓敏電阻的伏安特性曲線如圖a所示．
①該同學所用蓄電池的電動勢為6V，還有導線、開關及以下器材：電流表有兩個量程，分別為量程A（0～3A） 和量程B（0～0.6A）；電壓表有兩個量程，分別為量程C（0～3V）和量程D（0～15V）；滑動變阻器有兩種規(guī)格，分別為E（0～10Ω，1.0A）和F（0～200Ω，1.0A）
則電流表選B量程，電壓表選C量程，滑動變阻器選E規(guī)格．（僅填代號即可）
②請在圖b的方框中畫出該實驗電路圖．
③通過進一步實驗研究知道，該壓敏電阻R的阻值隨壓力變化的圖象如圖c所示．某同學利用該壓敏電阻設計了一種“超重違規(guī)證據(jù)模擬記錄器”的控制電路，如圖d．已知該電路中電源的電動勢均為6V，內阻為1Ω，繼電器電阻為10Ω，當控制電路中電流大于0.3A時，磁鐵即會被吸引．則只有當質量超過4000kg的車輛違規(guī)時才會被記錄．（取重力加速度g=10m/s² ）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)I-U圖象得到電壓和電流的最大值，然后選擇電表量程；
（2）電壓從零開始變化，故滑動變阻器采用分壓式接法；壓敏電阻阻值小，大內小外，故采用安培表外接法；
（3）根據(jù)歐姆定律求出壓敏電阻的阻值，由（C）圖讀出壓敏電阻所受的壓力，再得到車輛的質量．

解答 解：①由圖2得到，最大電壓1.75V，最大電流0.3A，故電壓表選擇C量程，電流表選擇B量程；
電壓從零開始變化，故滑動變阻器采用分壓式接法，滑動變阻器電阻越小，壓敏電阻的電壓變化越均勻，故選擇規(guī)格E的滑動變阻器；
②滑動變阻器采用分壓式接法；壓敏電阻阻值小，大內小外，故采用安培表外接法；
電路如圖所示：

③根據(jù)歐姆定律I=$\frac{E}{{R}_{總}}$
電路中的總電阻為：R_總=$\frac{E}{I}$=20Ω
壓敏電阻的阻值為：R=20Ω-10Ω-1Ω=9Ω
查圖可知，當R=9Ω時，壓敏電阻所受的壓力F=40000N，
根據(jù)G=mg得：m=$\frac{G}{g}$=4000kg；
故答案為①B，C，E
②如圖
②4000

點評 本題是一道連線生活實際的好題，要熟練掌握閉合電路歐姆定律等基本規(guī)律，要學會“看”電路和“分析”電路，提高綜合分析能力．