某水果自动筛选装置（如图1所示），它能将质量小于一定标准的水果自动剔除．其原理如下：传送带上的水果经过检测点时，使压敏电阻R的阻值发生变化．AB间的电压也随之发生改变．当UAB

Question

某水果自动筛选装置（如图1所示），它能将质量小于一定标准的水果自动剔除．其原理如下：传送带上的水果经过检测点时，使压敏电阻R的阻值发生变化．AB间的电压也随之发生改变．当U_AB<3V时，机械装置启动，将质量不达标的小水果推出传送带，实现自动筛选功能．已知：电源电压为12V，R₀=20Ω，压敏电阻R的阻值随压力变化关系如图2所示．求：
（1）当检测点上没有水果时，电路中的电流是多大？
（2）不同等级的水果筛选的质量标准是不同的．请你对电路进行改进，使该装置能够方便筛选不同水果．
（3）当压力改变时，压敏电阻R的最大功率是多少？此时在检测点上的水果质量是多少？（提示：y=-a（x-b）²+c，则顶点y=c）

Answer 1

（1）由图2可知，当检测点上没有水果，即压力为0时，R=100Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，根据欧姆定律可得，此时电路中的电流：
I_总=(U)/(R+R0)=(12V)/(100Ω+20Ω)=0.1A；
（2）将R₀改为可调电阻，如滑动变阻器、电阻箱，也可将变阻器与电流表串联连入电路，方便调节时观测；
（3）设压敏电阻R的功率最大时电流为I，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，压敏电阻R两端的电压：U_R=U-U₀=U-IR₀=12-20I，压敏电阻R的功率：
P_R=U_RI=（12-20I）I=-20（I-0.3）²+1.8，当I=0.3（A）时，P_最大=1.8W，此时压敏电阻R的阻值：R′=(PR)/(I2)=(1.8W)/((0.3A)2)=20Ω，
由图知R=20Ω时，F=5N，G=F=5N，水果质量：m=(G)/(g)=(5N)/(10N/kg)=0.5kg．
答：（1）当检测点上没有水果时，电路中的电流是0.1A；
（2）将R₀改为可调电阻，如滑动变阻器、电阻箱，也可将变阻器与电流表串联连入电路，方便调节时观测；
（3）当压力改变时，压敏电阻R的最大功率是1.8W，此时在检测点上的水果质量是0.5kg．