Question

某同学用如图甲所示电路研究某电阻式传感器的特性，图中R₀为定值电阻，R为电阻式传感器，当其阻值从0变为60Ω过程测得传感器消耗的电功率与通过它的电流关系图像如图乙所示，已知电源电压恒定不变。当通过传感器的电流为0.1A时，传感器的电阻为__________Ω；传感器的功率P₁的大小为__________W；电源电压为__________V。R₀的阻值为__________Ω。

Answer

60 0.6 7.5 见解析所示

【解析】由电路图可知，R与R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流．（1）由题知，电阻式传感器的阻值从0变为60Ω，传感器消耗的电功率与通过它的电流关系图象如图乙所示；由图乙可知，通过传感器的电流最小为0.1A，由欧姆定律可知电路中的总电阻最大，传感器的电阻最大，即为60Ω；当I＝0.1A时，P1的值：P1＝I2R＝（0.1A）2×60Ω＝0.6W；当电路中的电流I＝0.1A时，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，由I＝可得，电源的电压：U＝I（R0+R）＝0.1A×（R0+60Ω）-----------①，当R＝0Ω时，电路为R0的简单电路，此时电路中的电流最大，由图乙可知最大电流I′＝0.5A，则电源的电压：U＝I′R0＝0.5A×R0-------------②，因电源的电压不变，所以，0.1A×（R060Ω）＝0.5A×R0，解得：R0＝15Ω，U＝0.5A×R00.5A×15Ω＝7.5V.