Question

20．如圖甲所示，一定滑輪兩端分別連接甲乙兩個物體，乙物體的質量為10kg，放在一個壓敏電阻上，壓敏電阻連接在閉合電路中，電阻R′的阻值為10Ω，電源電動勢為E=9V，內阻r=2Ω，壓敏電阻R的阻值隨壓力F變化的圖象如圖乙所示，開始時，滑輪右端的繩子與豎直方向間的夾角為60°，將質量為4kg的物體甲由靜止釋放，則當物體甲擺到最低點時，理想電流表的示數是（　　）

• A． 0.5A
• B． 1.0A
• C． 0.36A
• D． 0.4A

Answer 1

分析 甲向下擺到過程機械能守恒，應用機械能守恒定律可以求出擺到最低點時的速度，然后應用牛頓第二定律可以求出在最低點時繩子的拉力；再求出乙對壓敏電阻的壓力，根據圖示圖象求出此時壓敏電阻在阻值，最后由閉合電路的歐姆定律求出電路電流．

解答 解：甲下擺時機械能守恒，由機械能守恒定律得：m_甲gLcos60°=$\frac{1}{2}$m_甲v²，
甲在最低點做圓周運動，由牛頓第二定律得：T-m_甲g=m_甲$\frac{{v}^{2}}{L}$，解得：T=80N，
此時，乙對壓敏電阻的壓力：N=m_乙g-T=20N，
由圖乙所示圖象可知，壓力為20N時電阻：R=6Ω，
此時，電路電流：I=$\frac{E}{R+R′+r}$，解得：I=0.5A，故A正確；
故選：A．

點評 本題是一道力學與電學相結合的綜合題，分析清楚物體運動過程與電路結構、由圖示圖象求出壓敏電阻阻值是解題的前提與關鍵，應用機械能守恒定律、牛頓第二定律與歐姆定律可以解題．