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。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内作匀速直线运动，速度为0.5m/s。则在下列说法中错误的是（ ）

A.小车在0～8s内通过的路程是4m
B.小车在10～20s内的运动状态发生了变化
C.小车作匀速直线运动时，压敏电阻R的阻值是10Ω
D.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4W

Answer 1

【答案】D
【解析】A、由于小车在0～10s内做匀速直线运动，由v=s/t得，小车在0～8s内通过的路程：s=vt=0.5m/s×8s=4m，A不符合题意；

B、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，小车做加速运动，即小车的运动状态发生了变化，B不符合题意；

C、小车作匀速直线运动时，电路中的电流I=0.4A，由I=U/R得，电路总电阻：R总 =U/I=6V/0.4A=15Ω，则压敏电阻R的阻值：R=R总 -R0 =15Ω-5Ω=10Ω，C不符合题意；

D、小车在0～20s内，电路中最大电流I最大 =1.0A，由I=U/R得，电阻R0 两端的电压：U0 =I最大R0 =1.0A×5Ω=5V，压敏电阻R两端的电压：U压敏 =U-U0 =6V-5V=1V，则压敏电阻所消耗的功率：P=U压敏 I最大 =1V×1.0A=1W，D符合题意.

所以答案是：D.

【考点精析】根据题目的已知条件，利用欧姆定律及其应用和电功率的计算公式的相关知识可以得到问题的答案，需要掌握欧姆定律的应用： 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．