题目内容

【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,当小车向右作匀速直线运动时,绝缘球对小车的挡板及压敏电阻的压力均为零,压敏电阻的阻值最大.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内的速度为0.5m/s.则在下列说法中错误的是(
A.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6W
B.小车在0~10s内,压敏电阻R的阻值都是10Ω
C.小车在0~10s内通过的路程是5m
D.小车在10s~20s内做加速运动

【答案】A
【解析】解: 由小车上的电路图可知,定值电阻R0与压敏电阻R串联,电流表测量电路中的电流;
A、由图乙可知,小车在0~20s内,电路中最大电流I最大=1.0A,
由I= 可得,电阻R0两端的电压:U0=I最大R0=1.0A×5Ω=5V,
根据串联电路电压的特点可知,此时压敏电阻R两端的电压:U压敏=U﹣U0=6V﹣5V=1V,
则此时压敏电阻所消耗的功率:P压敏=U压敏I最大=1V×1.0A=1W,故A错误.
B、在0~10s内,由图乙可知,电路中的电流保持0.4A不变,根据欧姆定律可知,电路的总电阻和压敏电阻的阻值均不变,此时电路的总电阻:R= = =15Ω;
由串联电路的电阻特点可知,压敏电阻R的阻值:R=R﹣R0=15Ω﹣5Ω=10Ω,故B正确;
C、由题意可知,小车在0~10s内做匀速直线运动,
由v= 可得,小车在0~10s内通过的路程:s=vt=0.5m/s×10s=5m,故C正确;
D、由图乙可知,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,这是由于小车做加速运动使得压敏电阻和小球发生挤压造成的,故D正确.
故选A.
【考点精析】掌握欧姆定律及其应用和电功率的计算公式是解答本题的根本,需要知道欧姆定律的应用: 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.

练习册系列答案
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【题目】小明想知道自己喝的牛奶和身边一木块的密度,于是他和小华在老师的指导下用天平和量筒做了如下实验.
(1)将天平放在水平台上,把游码放在处,发现指针指在分度盘的右侧,要使横梁平衡,应将平衡螺母向(选填“左”或“右”)调.
(2)用天平测出空烧杯的质量为20.8g,在烧杯中倒入适量的牛奶,测出烧杯和牛奶的总质量如图甲所示,将烧杯中的牛奶全部倒入量筒中,牛奶的体积如图15乙所示,则烧杯中牛奶的质量为g,牛奶的密度为kg/m3
(3)用这种方法测出的牛奶密度会(选填“偏大”或“偏小”).
(4)在测量木块密度时,老师告诉小明,不用天平、量筒,只用一把刻度、一个直柱形容器、牙签和水也能测量物质的密度,小明和小华讨论后,设计了如下实验方案,请你补充完整. ①在直柱形容器中装入适量的水,用刻度尺测出容器中此时水的深度为h1
②将木块轻轻放入水中,使木块漂浮,用刻度尺测出容器中此时水的深度为h2
, 用刻度尺测出容器中此时水的深度为h3
④则木块的密度表达式ρ木块=(已知水的密度为ρ).
(5)实验结束后,聪明的小华发现用步骤(4)中的刻度尺、木块、直柱形容器、牙签和水还可以测量牛奶的密度,于是他们在(4)基础上继续进行实验. ①将直柱形容器里的水倒出,并擦拭干净,往容器中装入适量的牛奶,用刻度尺测出容器中此时牛奶的深度为h4
②将木块轻轻放入牛奶中,使木块 , 用刻度尺测出容器中此时牛奶的深度为h5
③根据(4)、(5)可以得到牛奶密度的表达式ρ牛奶=(已知水的密度为ρ).

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