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

Answer 1

【答案】D
【解析】A、由于小車在0～10s內做勻速直線運動，由v=s/t得，小車在0～8s內通過的路程：s=vt=0.5m/s×8s=4m，A不符合題意；

B、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，小車做加速運動，即小車的運動狀態發生了變化，B不符合題意；

C、小車作勻速直線運動時，電路中的電流I=0.4A，由I=U/R得，電路總電阻：R總 =U/I=6V/0.4A=15Ω，則壓敏電阻R的阻值：R=R總 -R0 =15Ω-5Ω=10Ω，C不符合題意；

D、小車在0～20s內，電路中最大電流I最大 =1.0A，由I=U/R得，電阻R0 兩端的電壓：U0 =I最大R0 =1.0A×5Ω=5V，壓敏電阻R兩端的電壓：U壓敏 =U-U0 =6V-5V=1V，則壓敏電阻所消耗的功率：P=U壓敏 I最大 =1V×1.0A=1W，D符合題意.

所以答案是：D.

【考點精析】根據題目的已知條件，利用歐姆定律及其應用和電功率的計算公式的相關知識可以得到問題的答案，需要掌握歐姆定律的應用： 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．