Question

17．如圖甲是廣泛應(yīng)用于商場(chǎng)、超市等公共場(chǎng)所的自動(dòng)售賣機(jī)，其具有節(jié)省人力，方便交易的特點(diǎn)．如圖乙是小明制作的投幣入鈔口裝置示意圖．其中OAB為一輕質(zhì)杠桿，O為支點(diǎn)，OA與OB長(zhǎng)度比為L(zhǎng)_OA：L_0B=1：10；電源電壓恒為12V，R₀=10Ω，電阻R為壓敏電阻，其阻值會(huì)隨壓力的變化而變化，變化關(guān)系如下表；當(dāng)硬幣投入儲(chǔ)幣盒后，售賣機(jī)會(huì)根據(jù)電壓表的指針預(yù)設(shè)讀數(shù)，判斷投入硬幣的種類和數(shù)量．現(xiàn)將質(zhì)量為6克的1元投入儲(chǔ)幣盒（儲(chǔ)幣盒的質(zhì)量忽略不計(jì)），回答下列問(wèn)題：

壓力（牛）	0.3	0.6	0.9	1.2	1.5	1.8
電阻（歐）	60	30	20	17	15	14

（1）在儲(chǔ)值盒中投入的硬幣的受力面積為5厘米²，計(jì)算1枚1元硬幣對(duì)儲(chǔ)幣盒的壓強(qiáng)有多大？
（2）投入1枚1元硬幣時(shí)，預(yù)設(shè)的電壓表的示數(shù)是多少伏．
（3）使用一段時(shí)間后，投入相同的硬幣，電壓表的讀數(shù)均小于預(yù)設(shè)值．要對(duì)投幣入鈔口裝置進(jìn)行調(diào)整，使電壓表讀數(shù)達(dá)到正常的預(yù)設(shè)值．請(qǐng)你寫(xiě)出兩種調(diào)整方法．

Answer 1

分析 （1）1枚1元硬幣對(duì)儲(chǔ)幣盒的壓力等于其重力，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出對(duì)儲(chǔ)幣盒的壓強(qiáng)；
（2）投入1枚1元硬幣時(shí)，根據(jù)杠桿的平衡條件求出壓敏電阻受到的壓力，根據(jù)表格數(shù)據(jù)得出壓敏電阻的阻值，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)歐姆定律求出R₀兩端的電壓即為預(yù)設(shè)的電壓表的示數(shù)；
（3）電壓表的讀數(shù)小于預(yù)設(shè)值，要使壓表讀數(shù)達(dá)到正常的預(yù)設(shè)值，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)并結(jié)合表格數(shù)據(jù)得出答案．

解答 解：（1）1枚1元硬幣對(duì)儲(chǔ)幣盒的壓力：
F=G=mg=6×10^-3kg×10N/kg=6×10^-2N，
對(duì)儲(chǔ)幣盒的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{6×1{0}^{-2}N}{5×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=120Pa；
（2）由F_壓×L_OA=G×L_OB可得，投入1枚1元硬幣時(shí)R受到的壓力：
F_壓=$\frac{{L}_{OB}}{{L}_{OA}}$G=10×6×10^-2N=0.6N，
由表格數(shù)據(jù)可知，壓敏電阻的阻值R=30Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中的電流：
I=$\frac{U}{R+{R}_{0}}$=$\frac{12V}{30Ω+10Ω}$=0.3A，
則預(yù)設(shè)的電壓表的示數(shù)：
U₀=IR₀=0.3A×10Ω=3V；
（3）投入相同的硬幣，電壓表的讀數(shù)均小于預(yù)設(shè)值時(shí)，要使電壓表的讀數(shù)等于預(yù)設(shè)值時(shí)，
由串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知，可以適當(dāng)增大R₀的阻值，也可以適當(dāng)?shù)脑龃箅娫吹碾妷�，還可以通過(guò)減小R的阻值實(shí)現(xiàn)；
由表格數(shù)據(jù)可知，壓敏電阻受到的壓力增大時(shí)R的阻值減小，所以要減小R的阻值，可以把A點(diǎn)適當(dāng)左移．
答：（1）1枚1元硬幣對(duì)儲(chǔ)幣盒的壓強(qiáng)為120Pa；
（2）投入1枚1元硬幣時(shí)，預(yù)設(shè)的電壓表的示數(shù)是3V；
（3）把A點(diǎn)適當(dāng)左移，適當(dāng)提高電源的電壓，更換阻值大一些的定值電阻R₀等，合理即可．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了壓強(qiáng)公式和杠桿平衡條件、串聯(lián)電路的特點(diǎn)以及歐姆定律的應(yīng)用，涉及到的知識(shí)點(diǎn)較多，綜合性強(qiáng)，有一定的難度．