Question

【題目】小明同學利用壓敏電阻設計出判斷小車運動狀態的裝置，其工作原理如圖甲所示，將壓敏電阻和一塊擋板固定在絕緣小車上，中間放置一個光滑絕緣小球，小車始終在平直的軌道上向右運動．壓敏電阻R的阻值隨所受的壓力增大而減小，當小車向右作勻速直線運動時，絕緣球對小車的擋板及壓敏電阻的壓力均為零，壓敏電阻的阻值最大．小車在整個運動的過程中，電流表的示數隨時間的變化情況如圖乙所示．已知電源電壓為6V，電阻R0為5Ω，小車在0～10s內的速度為0.5m/s．則在下列說法中錯誤的是（ ）
A.小車在0～20s內，當電路中電流最大時壓敏電阻所消耗的功率是6W
B.小車在0～10s內，壓敏電阻R的阻值都是10Ω
C.小車在0～10s內通過的路程是5m
D.小車在10s～20s內做加速運動

Answer 1

【答案】A
【解析】解： 由小車上的電路圖可知，定值電阻R0與壓敏電阻R串聯，電流表測量電路中的電流；
A、由圖乙可知，小車在0～20s內，電路中最大電流I最大=1.0A，
由I= 可得，電阻R0兩端的電壓：U0=I最大R0=1.0A×5Ω=5V，
根據串聯電路電壓的特點可知，此時壓敏電阻R兩端的電壓：U壓敏=U﹣U0=6V﹣5V=1V，
則此時壓敏電阻所消耗的功率：P壓敏=U壓敏I最大=1V×1.0A=1W，故A錯誤．
B、在0～10s內，由圖乙可知，電路中的電流保持0.4A不變，根據歐姆定律可知，電路的總電阻和壓敏電阻的阻值均不變，此時電路的總電阻：R總= = =15Ω；
由串聯電路的電阻特點可知，壓敏電阻R的阻值：R=R總﹣R0=15Ω﹣5Ω=10Ω，故B正確；
C、由題意可知，小車在0～10s內做勻速直線運動，
由v= 可得，小車在0～10s內通過的路程：s=vt=0.5m/s×10s=5m，故C正確；
D、由圖乙可知，在10～20s內，電流I均勻變大，說明壓敏電阻R的阻值變小，壓力變大，這是由于小車做加速運動使得壓敏電阻和小球發生擠壓造成的，故D正確．
故選A．
【考點精析】掌握歐姆定律及其應用和電功率的計算公式是解答本題的根本，需要知道歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；計算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R．