小敏看到超载车损坏公路的新闻报道,设计了一个称量车重的模拟电路,将载重量转化成电流表示数,如图*。电路由电源、...
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小敏看到超载车损坏公路的新闻报道,设计了一个称量车重的模拟电路,将载重量转化成电流表示数,如图*。电路由电源、称重计(电流表、量程0~0.6A)、定值电阻R0,滑动变阻器R1、*簧和开关组成。已知电源电压8伏,滑动变阻器R1长40厘米、最大阻值20欧,且电阻的大小与其接入的长度成正比,*簧的长度与受到压力之间的关系如图乙,当没有载物时,变阻器滑片指在上端,电流表示数是0.1A。
(1)定值电阻R0多大?
(2)最大载重时,该模拟电路的电流表示数多大?
(3)小华觉得最大称量时,该模拟电路的电流表示数应该过满量程的一半,则应选择定值电阻:R2=20欧、R3=5欧和R4=1欧中哪个替换R0,替换后,最大称量时,电流表示数多大?
【回答】
(1)定值电阻R0为60Ω;
(2)最大载重时,该模拟电路的电流表示数为0.11A。
(3)应选择定值电阻R3,替换R0,替换后,最大称量时,电流表示数0.47A。
【解析】:(1)当没有载物时,变阻器滑片指在上端,R1接入电路中的电阻最大,电流表示数为0.1A,
由I可得,电路总电阻:
R总80Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,定值电阻的阻值:
R0=R总﹣R1=80Ω﹣20Ω=60Ω;
(2)由图乙可知,*簧的最大压缩量:
△L=L﹣L1=40cm﹣24cm=16cm,
因滑动变阻器电阻的大小与其接入的长度成正比,
所以,变阻器接入电路中的电阻:
R1′=R1R1=20Ω20Ω=12Ω,
则该模拟电路的电流表示数:
I′0.11A;
(3)电流表量程为0.6A,电流要超过量程的一半,则:I小>0.3A,
即I小0.3A,
解得:R<14.67Ω,
电路最大电流I大≤0.6A,则
I大0.6A,
解得:R≥1.33Ω,
综上可知,电阻应选择R3;
替换后,最大称量时,电流表示数:I0.47A;
知识点:九年级下
题型:计算题
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