如图是水果自动筛选装置

『壹』 如图甲是水果自动筛选装置，它能将质量小于一定标准的水果自动剔除，其原理如下：传送带上的水果经过检测

（1）若检测点上没有水果，监测点受到的压力为零，由图乙知，此时压敏电阻R₁=100Ω，
将滑片P调到a点时，变阻器接入电路中的阻值为0，R₁单独接入电路，
此时电路中的电流为I₁=

U

R1

=

14V

100Ω

=0.14A；
（2）将滑片P调到b点时，变阻器接入电路的阻值最大：R₂=20Ω，检测点上没有水果，压敏电阻仍为R₁=100Ω，R₁和R₂串联接入电路，
电路中的总电阻R_总=R₁+R₂=100Ω+20Ω=120Ω，
电路中的电流I=

U

R总

=

14V

120Ω

=

7

60

A，
机器运转时间t=1min=60s，该电路消耗的电能W=Pt=UIt=14V×

7

60

A×60s=98J；
（3）∵传送带水平，
∴0.4kg的水果经过检测点时，压敏电阻受到的压力F=G=mg=0.4kg×10N/kg=4N，由乙可知F=4N时，此时压敏电阻R_压=20Ω，
若水果的质量小于0.4kg，则水果对压敏电阻的压力变小，由乙图可知，压敏电阻的电阻随之变大，电路中总电阻变大，电源电压不变，由I=

U

R

可知，电路中电流变小，滑动变阻器接入电路的阻值不变，由U=IR可知，滑动变阻器两端电压变小，并联在滑动变阻器两端的电压表示数变小，由题意可知，此时电压表示数小于4V，机械装置启动，则0.4kg的水果经过检测点时，电压表的示数应该为4V，
则与滑动变阻器串联的压敏电阻的两端电压U_压=U-U_变=14V-4V=10V，
电路中的电流I'=

U压

R压

=

10V

20Ω

=0.5A，
变阻器的阻值R_变=

U

I′

=

4V

0.5A

=8Ω．
答：（1）将滑片P调到a点时，若检测点上没有水果，电路中的电流是0.14A；
（2）将滑片P调到b点时，若检测点上没有水果，机器运转1min，该电路消耗的电能为=98J；
（3）要使该装置剔除质量小于0.4kg的水果，应将变阻器的阻值调到8Ω．

『贰』 （2013南安市质检）某水果自动筛选装置（如图1所示），它能将质量小于一定标准的水果自动剔除．其原理如

（1）由图2可知，当检测点上没有水果时，R₁=100Ω，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴根据欧姆定律可得，此时电路中的电流：
I_总=

U

R+R0

=

12V

100Ω+20Ω

=0.1A；
（2）将R₀改为可调电阻，如滑动变阻器、电阻箱，也可将变阻器与电流表串联连入电路，方便调节时观测；
（3）设压敏电阻R的功率最大时电流为I，
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴压敏电阻R两端的电压：
U_R=U-U₀=U-IR₀=12-20I，
压敏电阻R的功率：
P_R=U_RI=（12-20I）I=-20（I-0.3）²+1.8，
∴当I=0.3A时，P_最大=1.8W，
此时压敏电阻R的阻值：
R′=

PR

I2

=

1.8W

(0.3A)2

=20Ω，
由图知R=20Ω时，F=5N，
∵G=F=5N，
∴水果质量：
m=

G

g

=

5N

10N/kg

=0.5kg．
答：（1）当检测点上没有水果时，电路中的电流是0.1A；
（2）将R₀改为可调电阻，如滑动变阻器、电阻箱，也可将变阻器与电流表串联连入电路，方便调节时观测；
（3）当压力改变时，压敏电阻R的最大功率是1.8W，此时在检测点上的水果质量是0.5kg．

『叁』 如图是水果自动筛选装置，原理如下：传送带上的水果经过检测点时，使压敏电阻R的阻值发生变化，AB间的电

单位牛与质量的换算是10牛等于1千克，0.3千克也就是3牛，而3牛对应的电阻值就是30欧姆。这个设计完全可以满足需要。

『肆』 某水果自动筛选装置如图1所示，它能将质量小于一定标准的水果目动剔除．其原理（图2）如下：R为压敏电阻

（1）由图可知，当检测点上没有水果时，R=100Ω，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴根据欧姆定律可得，此时电路中的电流：
I=

U

R+R0

=

15V

100Ω+20Ω

=0.125A；
（2）当U₀=3V时，电路中的电流：
I₁=I₀=

U0

R0

=

3V

20Ω

=0.15A，
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴压敏电阻两端的电压：
U₁=U-U₀=15V-3V=12V，
压敏电阻的阻值：
R=

U1

I1

=

12V

0.15A

=80Ω，
查图表得F=G=0.5N，
（3）G_水果=F=mg=0.25kg×10N/kg=2.5N，由图3得出对应压敏电阻的阻值为40Ω，
已知机械装置启动，电路中的电流：I₁=0.15A，
则R两端的电压U′=I₁R=0.15A×40Ω=6V，
AB之间的电压U_AB=15V-6V=9V，
则AB阻值R_AB=

UAB

I1

=

9V

0.15A

=60Ω，即AB之间应该换用阻值为60Ω的定值电阻R₀；
（4）将R₀改为可调电阻，如滑动变阻器、电阻箱，也可将变阻器与电流表串联连入电路，方便调节时观测．
答：（1）当检测点上没有水果时，电路中的电流是0.125A；
（2）当机械装置启动时，水果对压敏电阻的压力小于0.5N时，水果将被推出传送带；
（3）AB之间应该换用阻值为60Ω的定值电阻R₀；
（4）将R₀改为可调电阻，如滑动变阻器、电阻箱，也可将变阻器与电流表串联连入电路，方便调节时观测．

『伍』 如图1是水果自动筛选装置，它能将质量小于一定标准的水果自动剔除，其原理如下：传送带上的水果经过检测

（1）由图2可知，当检测点上没有水果时，R₁=100Ω，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴根据欧姆定律可得，此时电路中的电流：
I=

U

R1+R0

=

12V

100Ω+20Ω

=0.1A；
（2）当U₀=3V时，电路中的电流：
I₁=I₀=

U0

R0

=

3V

20Ω

=0.15A，
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴压敏电阻两端的电压：
U₁=U-U₀=12V-3V=9V，
压敏电阻的阻值：
R₁=

U1

I1

=

9V

0.15A

=60Ω，
查图表得F=G=1N，
由G=mg可得，水果的质量：
m=

G

g

=

1N

10N/kg

=0.1kg，
所以该装置能够剔除质量小于0.1kg的水果；
（3）将R₀改为可调电阻，如滑动变阻器、电阻箱，也可将变阻器与电流表串联连入电路，方便调节时观测．
答：（1）当检测点上没有水果时，电路中的电流是0.1A；
（2）该装置能够剔除质量小于0.1千克的水果；
（3）将R₀改为可调电阻，如滑动变阻器、电阻箱，也可将变阻器与电流表串联连入电路，方便调节时观测．

『陆』 某水果自动筛选装置（如图所示），它能将质量小于一定标准的水果自动剔除．其原理如下：传送带上的水果经

（1）①质量小于250g的苹果时，压力F=G=mg=0.25kg×10N/kg=2.5N，
由图3可知，R=40Ω，
当闭合s₁，断开s₂时，R与R_AB串联，
由题意可知U_AB=3V，
根据串联电路的电压等于各分电压之和可得：
U_R=U-U_AB=9V-3V=6V，
∵I_AB=I_R=

UR

R

=

6V

40Ω

=0.15A，
∴由I=

U

R

得：R_AB=

UAB

IAB

=

3V

0.15A

=20Ω；
∵R₀=20Ω，
∴说明此时AB之间只有R₀连入；
②当质量小于100g的苹果被剔除时，压力为F′=G′=m′g=0.1kg×10N/kg=1N，
由图3可知，R′=60Ω，
∵I_AB′=I_R′=

UR

R′

=

6V

60Ω

=0.1A，
∴由I=

U

R

得：R_AB′=

UAB

IAB′

=

3V

0.1A

=30Ω；
∵R₀=20Ω，
∴说明此时AB之间R₀与R₁串联连入；
则R₁=R_AB′-R₀=30Ω-20Ω=10Ω．
（2）由上分析可知：当闭合s₁，断开s₂时，只有R₀连入；当闭合s₁，断开s₂时，R₀与R₁串联连入；
如图：
3.5N10N/kg=0.35kg=350g．
（4）将R₀改为可调电阻，如滑动变阻器、电阻箱，也可将变阻器与电流表串联连入电路，方便调节时观测．
答：（1）R₁的阻值为10Ω；
（2）电路图如上图；
（3）当闭合s₁，断开s₂时，该电路消耗的总电功率为1.62w，此时在检测点上的水果质量是350g；
（4）将R₀改为可调电阻，如滑动变阻器、电阻箱，也可将变阻器与电流表串联连入电路，方便调节时观测．