摘要：小快同学在中学生科技创新大赛中设计了一款测定风力大小的装置，如图甲所示，迎风板与压敏电阻Rx连接，工作时迎风板总是正对风吹来的方向。压敏电阻Rx的阻值随风力变化而变化，其阻值Rx与风力F的关系如图乙所示，电压表量程为0~3V。电源电压恒为4.5V，定值电阻R为

践行者初中物理电学典题详解第713题

8.小快同学在中学生科技创新大赛中设计了一款测定风力大小的装置，如图甲所示，迎风板与压敏电阻Rx连接，工作时迎风板总是正对风吹来的方向。压敏电阻Rx的阻值随风力变化而变化，其阻值Rx与风力F的关系如图乙所示，电压表量程为0~3V。电源电压恒为4.5V，定值电阻R为30Ω。下列说法正确的是

A.开关闭合后，无风时电压表的示数是3V

B.电压表示数为2.7V时，风力是400N

C.该装置所能测量的最大风力为600N

D.当风力增大时，压敏电阻Rx的功率一直增大

解析:闭合开关，分析电路图可知:

①R与Rx串联，②V测量R两端电压U0；

由题意可知:①U=4.5V，②R=30Ω，

③V的量程是0~3V，可知:U0max=3V；

由乙图可知:

①当F=0时，无风，此时Rxmax=60Ω，

则U0=UR/(R+Rxmax)

=4.5×30/(30+60)=1.5V，故A错误；

②当F=400N时，Rx=20Ω，

则U0=UR/(R+Rx)

=4.5×30/(30+20)=2.7V，故B正确；

③当U0max=3V时，

U0max=UR/(R+Rxmin)

即3V=4.5×30/(30+Rxmin)

解方程得Rxmin=15Ω，

由乙图可知:当Rxmin=15Ω时，Fmax

故C错误，

如果想知道Fmax也可以，

因为Rx=-F/(10N/Ω)+60Ω，

当Rxmin=15Ω时，Fmax=450N；

④由Px=UI-I²R=4.5V×I-I²×30Ω可知，

当风力增大时，F增大，Rx减小，

所以电路中的电流I变大，

且由Imin=U/(R+Rxmax)

=4.5V/(30+60)Ω=0.05A

变大为Imax=U0max/R

=3V/30Ω=0.01A，

即电路中的电流变化范围为0.05A~0.01A，

由Px=4.5V×I-I²×30Ω这个二次函数可知:

当I=0.075A，即Rx=R=30Ω时，Px取得最大值，

所压敏电阻Rx的功率是先变大，再变小，

而不是一直变大，故D错误。

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来源：践行者166