Question

20．如图甲所示，一定滑轮两端分别连接甲乙两个物体，乙物体的质量为10kg，放在一个压敏电阻上，压敏电阻连接在闭合电路中，电阻R′的阻值为10Ω，电源电动势为E=9V，内阻r=2Ω，压敏电阻R的阻值随压力F变化的图象如图乙所示，开始时，滑轮右端的绳子与竖直方向间的夹角为60°，将质量为4kg的物体甲由静止释放，则当物体甲摆到最低点时，理想电流表的示数是（　　）

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

Answer 1

分析 甲向下摆到过程机械能守恒，应用机械能守恒定律可以求出摆到最低点时的速度，然后应用牛顿第二定律可以求出在最低点时绳子的拉力；再求出乙对压敏电阻的压力，根据图示图象求出此时压敏电阻在阻值，最后由闭合电路的欧姆定律求出电路电流．

解答 解：甲下摆时机械能守恒，由机械能守恒定律得：m_甲gLcos60°=$\frac{1}{2}$m_甲v²，
甲在最低点做圆周运动，由牛顿第二定律得：T-m_甲g=m_甲$\frac{{v}^{2}}{L}$，解得：T=80N，
此时，乙对压敏电阻的压力：N=m_乙g-T=20N，
由图乙所示图象可知，压力为20N时电阻：R=6Ω，
此时，电路电流：I=$\frac{E}{R+R′+r}$，解得：I=0.5A，故A正确；
故选：A．

点评 本题是一道力学与电学相结合的综合题，分析清楚物体运动过程与电路结构、由图示图象求出压敏电阻阻值是解题的前提与关键，应用机械能守恒定律、牛顿第二定律与欧姆定律可以解题．