Question

【題目】為反對浪費，響應“光盤行動”，小明為自助餐廳的餐桌設計了“光盤儀”，餐盤放在載盤臺上，若盤內剩余食物的質量達到或超過規定值，人一旦離開餐桌，提示器就會發出提示音，其原理圖如圖所示，電源電壓3V不變，提示器的電阻R0恒為50Ω，傳感器R1的阻值隨載盤臺所載質量變化的關系如下表所示，開關S閉合后，問：

載盤臺所載質量m/g	100	110	120	130	140	150	160	…
傳感器R1/Ω	100	90	80	70	60	50	40	…

（1）根據表中數據，當載盤臺所載質量是100g時，R1的阻值是多少？電路中的電流是多少？
（2）在第（1）問的基礎上，通電5s，電流通過R1產生的熱量是多少？
（3）當電路中的電流達到0.03A時，提示器會發出提示音，若空餐盤質量為100g，此時盤內剩余食物的質量是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：根據表中數據可知，當載盤臺所載質量是100g時，R1的阻值為100Ω；

此時電路的總電阻：R=R1+R0=100Ω+50Ω=150Ω；

電路中的電流：I= = =0.02A

（2）解：電流通過R1產生的熱量：Q=I2Rt=（0.02A）2×100Ω×5s=0.2J
（3）解：當電路中的電流達到0.03A，R′= = =100Ω；

則R1′=100Ω﹣50Ω=50Ω；

查表可知，載盤臺所載質量為150g，則剩余食物的質量為150g﹣100g=50g

【解析】（1）先根據表中數據讀出，當載盤臺所載質量是100g時對應R1的阻值，然后根據串聯電路電阻的特點求出電路的總電阻，然后根據歐姆定律求出電路中的電流；（2）根據Q=I2Rt即可求出通電5s，電流通過R1產生的熱量；（3）先根據歐姆定律的變形公式求出電路中電流為0.03A時電路的電阻，然后根據串聯電路電阻的特點求出傳感器的阻值，并從表中讀出對應載盤臺上物體的質量，進一步求出盤內剩余食物的質量．
【考點精析】認真審題，首先需要了解歐姆定律及其應用(歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）)，還要掌握焦耳定律內容(焦耳定律：電流通過導體產生的熱量跟電流的平方成正比跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比)的相關知識才是答題的關鍵．