Question

如圖是水果自動篩選裝置，它能將質量小于一定標準的水果自動剔除，其原理如下：傳送帶上的水果經過檢測點時，使壓敏電阻R的阻值發生變化，AB間的電壓也隨之發生改變，當U_AB<3 V時，機械裝置啟動，將質量不達標的小水果推出傳送帶，實現自動篩選功能。已知：電源電壓為12 V，R₀="20" Ω，壓敏電阻R的阻值隨壓力變化關系如圖所示。求：

（1）當檢測點上沒有水果時，電路中的電流是多大？
（2）該裝置能夠剔除質量小于多少千克的水果？
（3）不同等級的水果篩選的質量標準是不同的。請你對電路進行改進，使該裝置能夠方便地改設不同的篩選標準。

Answer 1

（1）0.1 A (2)質量小于0.1 kg的水果（3）將R₀改為可調電阻，如滑動變阻器、電阻箱，也可將變阻器與電流表串聯連入電路，方便調節時觀測

解：（1）當檢測點上沒有水果時，R₁＝100 Ω---------------------(1分)
R＝R₁+ R₀＝100 Ω+20 Ω="120" Ω
I＝U /R=12 V/120Ω="0.1" A --------------------(1分)
(2)當U₀=3 V時，I₁=I₀=U₀/R₀=3 V/20 Ω="0.15" A--------------------------------------(1分)
U₁＝U— U₀="12" V—3 V="9" V
R₁ =U₁/I₁="9" V/0.15 A="60" Ω---------------------------------------------------------------(1分)
查圖表得F=G=1N　-----------------------------------------------------------------------(１分)
m=G/g=1N/10 N/kg="0.1" kg
所以該裝置能夠剔除質量小于0.1 kg的水果。--------------------------------------------(1分)
（3）將R₀改為可調電阻，如滑動變阻器、電阻箱，也可將變阻器與電流表串聯連入電路，方便調節時觀測。文字說明或畫電路圖皆得分。-------------------------------(2