Question

学校课外活动小组为检测某传感器而设计的电路如图所示．传感器上标有“3V  0.9W”的字样（传感器可看作一个电阻），滑动变阻器R上标有“10Ω 1A”的字样，电流表量程为0.6A，电压表量程为3V．则：
（1）该传感器的电阻和额定电流各是多少？
（2）若电路各元件均完好，检测时，为了确保电路各部分的安全，在a、b之间所加的电源电压最大值是多少？
（3）根据技术资料可知，如果传感器的电阻变化超过1Ω，则该传感器就失去了作用．实际检测时，将一个电压恒定的电源加在图中a、b之间（该电源电压小于上述所求电压的最大值），闭合开关S，通过调节R来改变电路的电流和R两端的电压．检测记录如下：

	电压表示数/V	电流表示数/A
第一次	1.49	0.16
第二次	0.91	0.22

通过计算分析，你认为这个传感器是否仍可使用？此时a、b间所加的电压是多少？

Answer

本题目非常有意思，循序渐进，步步加深，考查学生能否灵活利用所学的知识解决问题．第一问非常简单，根据传感器上的铭牌标志，利用电功率公式便可求出电阻和电流，而第二问就必须求出各用电器所能通过的电流，从而比较得出干路最大电流，然后利用相关公式求出最大电压．第三问就得利用所知物理量，及要求未知量，结合数学中的二元一次方程组来解决，最后便可求出所加电压．
【解析】
（1）传感器的电阻为：，
传感器的额定电流为：；

（2）要求电路各部分安全，则要求电路的最大电流：I=I传=0.3A，
此时电源电压最大值：Um=U传+U，
U传为传感器的额定电压，U为R调至最大值R0m=10Ω时，R两端的电压，即，U=I传R0m=0.3A×10Ω=3V，
电源电压最大值：Um=U传+U=3V+3V=6V；

（3）设实际检测时，加在a、b间的电压为U，传感器的实际电阻为R'传．
根据第一次实验记录数据有：U=I1R'传+U1=0.16A×R'传+1.49V①
根据第二次实验记录数据有：U=I2R'传+U2=0.22A×R'传+0.91V②
由①、②两式解得：

传感器的电阻变化为：R传-R'传=10Ω-9.67Ω=0.33Ω＜1Ω，
所以，此传感器仍可使用．
答：（1）该传感器的电阻和额定电流各是10Ω，0.3A；
（2）在a、b之间所加的电源电压最大值6V；
（3）传感器仍可使用，电压为3V．