Question

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R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R為5Ω，小車在0～10s內作勻速直線運動，速度為0.5m/s．則在下列說法中錯誤的是（ ）

A．小車作勻速直線運動時，壓敏電阻R的阻值是10Ω
B．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
C．小車在0～8s內通過的路程是4m
D．小車在10～20s內的運動狀態發生了變化

Answer 1

【答案】分析：（1）小車作勻速直線運動時，電路為R與R串聯，故有I=，從乙圖可知，前10秒內是做勻速直線運動，此時電流為0.5A，電源電壓為6V，電阻R為5Ω，故可求出R的阻值．
（2）從乙圖可知0～20s內電流最大時為1A，故由I=可求出壓敏電阻R的阻值，再由功率公式P=I²R求出功率．
（3）從乙圖可知，小車在0～8s內是做勻速直線運動，故路程可以用公式v=計算．
（4）物體的運動狀態包括速度大小和運動方向，只要有一個發生改變，運動狀態就發生了變化．
解答：解：A、小車作勻速直線運動時，I=0.5A，U=6V；可得：R=-R=-5Ω=10Ω，故A正確，不符合題意．
B、0～20s內電流最大時為1A，故此時壓敏電阻阻值R=-R=-5Ω=1Ω，故P=I²R=（1A）²×1Ω=1W，故B不正確，符合題意．
C、小車在0～8s內通過的路程是s=vt=0.5m/s×8s=4m，故C正確，不符合題意．
D、分析乙圖可知，小車在10～20s內，速度由0.5m/s增大到1.0m/s，說明越來越快，即運動狀態發生了改變，故D正確，不符合題意．
故選B．
點評：本題本身的計算并不難，只是對一個串聯電路的計算，但這計算與壓敏電阻結合，就會給不少學生造成困擾，其實在分析時，可以把壓敏電阻當成是一個特殊的變阻器來看待．