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．则小车在0～8s内通过的路程是___m；小车作匀速直线运动时，压敏电阻R的阻值是___Ω；在0～20s内，当电路中电流最大时压敏电阻所消耗的功率是 ___W．

Answer 1

【答案】 4 10 1

【解析】根据题意知道，小车在0～10s内做匀速直线运动，所以小车在0～8s内通过的路程是：s=vt=0.5m/s×8s=4m；由图乙知道，小车作匀速直线运动时，电路中的电流是：I=0.4A，由欧姆定律知道，此时电路总电阻是：R总=U/I=6V/0.4A=15Ω，由于串联电路电路总电阻等于各电阻之和，所以压敏电阻是：R=R总 -R0 =15Ω-5Ω=10Ω；小车在0～20s内，电路中最大电流I最大 =1.0A，由I=U/R知道电阻R0 两端的电压是：U0 =I最大 R0 =1.0A×5Ω=5V，压敏电阻R两端的电压是：U压敏 =U-U0 =6V-5V=1V，所以压敏电阻所消耗的功率是：P=U压敏 I最大 =1V×1.0A=1W。