某水果自動篩選裝置如圖1所示

1. 聽說水果也能做電池，某興趣小組的同學用一個檸檬做成電池，他們猜想水果電池的內電阻可能較大，從而設計

（1）實驗中應保證電路的安全，故開始時滑動變阻器應滑到最大位置；
（2）根據閉合電路歐姆定律，有E=IR+Ir，
到：R=E

1

I

-r
（3）圖象的函數表達式R=E

1

I

-r，斜率表示電動勢E；縱軸截距表示內電阻，根據數學知識可得：內阻等於圖象與縱軸的截軸；
電動勢等於斜率的倒數；
解得：E=1V，r=10KΩ．
故答案為：（1）最大值；（2）R=E

1

I

-r；（3）1，10K．

2. （2013南安市質檢）某水果自動篩選裝置（如圖1所示），它能將質量小於一定標準的水果自動剔除．其原理如

（1）由圖2可知，當檢測點上沒有水果時，R₁=100Ω，
∵串聯電路中總電阻等於各分電阻之和，
∴根據歐姆定律可得，此時電路中的電流：
I_總=

U

R+R0

=

12V

100Ω+20Ω

=0.1A；
（2）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；
（3）設壓敏電阻R的功率最大時電流為I，
∵串聯電路中總電壓等於各分電壓之和，
∴壓敏電阻R兩端的電壓：
U_R=U-U₀=U-IR₀=12-20I，
壓敏電阻R的功率：
P_R=U_RI=（12-20I）I=-20（I-0.3）²+1.8，
∴當I=0.3A時，P_最大=1.8W，
此時壓敏電阻R的阻值：
R′=

PR

I2

=

1.8W

(0.3A)2

=20Ω，
由圖知R=20Ω時，F=5N，
∵G=F=5N，
∴水果質量：
m=

G

g

=

5N

10N/kg

=0.5kg．
答：（1）當檢測點上沒有水果時，電路中的電流是0.1A；
（2）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；
（3）當壓力改變時，壓敏電阻R的最大功率是1.8W，此時在檢測點上的水果質量是0.5kg．

3. 如圖甲是水果自動篩選裝置，它能將質量小於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

（1）若檢測點上沒有水果，監測點受到的壓力為零，由圖乙知，此時壓敏電阻R₁=100Ω，
將滑片P調到a點時，變阻器接入電路中的阻值為0，R₁單獨接入電路，
此時電路中的電流為I₁=

U

R1

=

14V

100Ω

=0.14A；
（2）將滑片P調到b點時，變阻器接入電路的阻值最大：R₂=20Ω，檢測點上沒有水果，壓敏電阻仍為R₁=100Ω，R₁和R₂串聯接入電路，
電路中的總電阻R_總=R₁+R₂=100Ω+20Ω=120Ω，
電路中的電流I=

U

R總

=

14V

120Ω

=

7

60

A，
機器運轉時間t=1min=60s，該電路消耗的電能W=Pt=UIt=14V×

7

60

A×60s=98J；
（3）∵傳送帶水平，
∴0.4kg的水果經過檢測點時，壓敏電阻受到的壓力F=G=mg=0.4kg×10N/kg=4N，由乙可知F=4N時，此時壓敏電阻R_壓=20Ω，
若水果的質量小於0.4kg，則水果對壓敏電阻的壓力變小，由乙圖可知，壓敏電阻的電阻隨之變大，電路中總電阻變大，電源電壓不變，由I=

U

R

可知，電路中電流變小，滑動變阻器接入電路的阻值不變，由U=IR可知，滑動變阻器兩端電壓變小，並聯在滑動變阻器兩端的電壓表示數變小，由題意可知，此時電壓表示數小於4V，機械裝置啟動，則0.4kg的水果經過檢測點時，電壓表的示數應該為4V，
則與滑動變阻器串聯的壓敏電阻的兩端電壓U_壓=U-U_變=14V-4V=10V，
電路中的電流I'=

U壓

R壓

=

10V

20Ω

=0.5A，
變阻器的阻值R_變=

U

I′

=

4V

0.5A

=8Ω．
答：（1）將滑片P調到a點時，若檢測點上沒有水果，電路中的電流是0.14A；
（2）將滑片P調到b點時，若檢測點上沒有水果，機器運轉1min，該電路消耗的電能為=98J；
（3）要使該裝置剔除質量小於0.4kg的水果，應將變阻器的阻值調到8Ω．