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目动剔除．其原理（图2）如下：R为压敏电阻，AB两点间接入定值电阻R0．当传送带上的水果经过检测点时，使压敏电阻R的阻

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目动剔除．其原理（图2）如下：R为压敏电阻，AB两点间接入定值电阻R₀．当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间的定值电阻的电压也随之发生改变a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．换用不同的定值电阻R₀可以筛选出不同质量标准的水果．己知：电源电压恒为15V，R₀=20Ω，压敏电阻R的阻
值随压力变化关系如图3所示．求：
（1）当检测点上没有水果时，电路中的电流是多少A？
（2）当机械装置启动时，水果对压敏电阻的压力小于多少N时，水果将被推出传送带？
（3）不同等级的水果筛选的质量标准是不同的，顶级的奉节脐橙质量应达到250g，为了达到这一标准（不改变压敏电阻），AB之间应该换用阻值为多少Ω的定值电阻R₀？
（4）请你对电路进行改进，使该装置能够更方便的筛选不同水果（作图、文字说明均可）．

Answer 1

（1）由图2可知，当检测点上没有水果时，R=100Ω，
∵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=(U)/(R+R0)=(15V)/(100Ω+20Ω)=0.125A；
（2）当U₀=3V时，电路中的电流：
I₁=I₀=(U0)/(R0)=(3V)/(20Ω)=0.15A，
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴压敏电阻两端的电压：
U₁=U-U₀=15V-3V=12V，
压敏电阻的阻值：
R=(U1)/(I1)=(12V)/(0.15A)=80Ω，
查图表得F=G=0.5N，
（3）G_水果=F=mg=0.25kg×10N/kg=2.5N，由图3得出对应压敏电阻的阻值为40Ω，
已知机械装置启动，电路中的电流：I₁=0.15A，
则R两端的电压U′=I₁R=0.15A×40Ω=6V，
AB之间的电压U_AB=15V-6V=9V，
则AB阻值R_AB=(UAB)/(I1)=(9V)/(0.15A)=60Ω，即AB之间应该换用阻值为60Ω的定值电阻R₀；
（4）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．
答：（1）当检测点上没有水果时，电路中的电流是0.125A；
（2）当机械装置启动时，水果对压敏电阻的压力小于0.5N时，水果将被推出传送带；
（3）AB之间应该换用阻值为60Ω的定值电阻R₀；
（4）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．