Question

【题目】小明同学利用压敏电阻设计出判断小车运动状态的装置，其工作原理如图甲所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个光滑绝缘小球，小车始终在平直的轨道上向右运动．压敏电阻R的阻值随所受的压力增大而减小，当小车向右作匀速直线运动时，绝缘球对小车的挡板及压敏电阻的压力均为零，压敏电阻的阻值最大．小车在整个运动的过程中，电流表的示数随时间的变化情况如图乙所示．已知电源电压为6V，电阻R0为5Ω，小车在0～10s内的速度为0.5m/s．则在下列说法中错误的是（ ）
A.小车在0～20s内，当电路中电流最大时压敏电阻所消耗的功率是6W
B.小车在0～10s内，压敏电阻R的阻值都是10Ω
C.小车在0～10s内通过的路程是5m
D.小车在10s～20s内做加速运动

Answer 1

【答案】A
【解析】解： 由小车上的电路图可知，定值电阻R0与压敏电阻R串联，电流表测量电路中的电流；
A、由图乙可知，小车在0～20s内，电路中最大电流I最大=1.0A，
由I= 可得，电阻R0两端的电压：U0=I最大R0=1.0A×5Ω=5V，
根据串联电路电压的特点可知，此时压敏电阻R两端的电压：U压敏=U﹣U0=6V﹣5V=1V，
则此时压敏电阻所消耗的功率：P压敏=U压敏I最大=1V×1.0A=1W，故A错误．
B、在0～10s内，由图乙可知，电路中的电流保持0.4A不变，根据欧姆定律可知，电路的总电阻和压敏电阻的阻值均不变，此时电路的总电阻：R总= = =15Ω；
由串联电路的电阻特点可知，压敏电阻R的阻值：R=R总﹣R0=15Ω﹣5Ω=10Ω，故B正确；
C、由题意可知，小车在0～10s内做匀速直线运动，
由v= 可得，小车在0～10s内通过的路程：s=vt=0.5m/s×10s=5m，故C正确；
D、由图乙可知，在10～20s内，电流I均匀变大，说明压敏电阻R的阻值变小，压力变大，这是由于小车做加速运动使得压敏电阻和小球发生挤压造成的，故D正确．
故选A．
【考点精析】掌握欧姆定律及其应用和电功率的计算公式是解答本题的根本，需要知道欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）；计算电功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中单位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）计算电功率还可用公式：P=I2R和P= U2/R．