题目内容
小敏利用“压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小”的性质,设计了判断物体运动状态的装置.其工作原理如图(a)所示,电源、电流表、定值电阻和压敏电阻由导线连接成一个串联电路,压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上,中间放置一个可活动的绝缘球,压敏电阻不受力时,电流表示数为I0,小车运动状态变化会引起电流表示数变化.如图(b)所示是某次小车向右作直线运动时电流随时间变化图象.
(1)从t1到t2这段时间小车从静止突然向前加速,这时绝缘球对压敏电阻的压力在________(填“增大”、“减小”或“不变”),从这段图象我们可以发现压敏电阻的特点是当它受到的压力变大时________.
(2)从t2到t3这段时间,电流不变,绝缘球对压敏电阻________(填“有”或“没有”)压力.
(3)从t3到t4这段时间,电流在减小,小车的运动状态可能是________(填“加速”、“减速”或“匀速”)运动.
解:(1)从图中可以看出,从t1到t2这段时间,电路中电流变大,因此电路中的电阻减小,而压敏电阻随压力的增大而减小,故压敏电阻的受到的压力增大;
(2)因为压敏电阻不受力时,电流表示数为I0,从t2到t3这段时间,电流不变,并且电流大小大于I0,因此绝缘球队压敏电阻有压力作用;
(3)由于从t3到t4这段时间,电路中的电流减小,因此压敏电阻受到的压力在减小,说明小车运动的加速度减小,小车仍然做加速运动.
故答案为 (1)增大,压敏电阻的阻值减小;(2)有;(3)加速.
分析:(1)先从图象中分析出电路中电流的变化,然后根据电流表变化确定电阻的变化,最好根据电阻与压力的关系确定压力的变化;
(2)根据题意可知,当压敏电阻不受力时,电流表示数为I0,根据现在电路中电流与I0的关系进行判断;
(3)从图形上可以看出,t3到t4这段时间内,电路中的电流减小,说明压敏电阻的阻值增大,同时所受的压力减小,如果小车做匀速直线运动,则压力不变;如果小车做加速运动,加速度增大,压力增大,加速度减小时,压力减小.
点评:本题考查电学和力学知识,难度稍大,可以根据生活常识得出小车处于不同运动状态时对物体的作用力,然后从题中信息得出物体运动情况.
(2)因为压敏电阻不受力时,电流表示数为I0,从t2到t3这段时间,电流不变,并且电流大小大于I0,因此绝缘球队压敏电阻有压力作用;
(3)由于从t3到t4这段时间,电路中的电流减小,因此压敏电阻受到的压力在减小,说明小车运动的加速度减小,小车仍然做加速运动.
故答案为 (1)增大,压敏电阻的阻值减小;(2)有;(3)加速.
分析:(1)先从图象中分析出电路中电流的变化,然后根据电流表变化确定电阻的变化,最好根据电阻与压力的关系确定压力的变化;
(2)根据题意可知,当压敏电阻不受力时,电流表示数为I0,根据现在电路中电流与I0的关系进行判断;
(3)从图形上可以看出,t3到t4这段时间内,电路中的电流减小,说明压敏电阻的阻值增大,同时所受的压力减小,如果小车做匀速直线运动,则压力不变;如果小车做加速运动,加速度增大,压力增大,加速度减小时,压力减小.
点评:本题考查电学和力学知识,难度稍大,可以根据生活常识得出小车处于不同运动状态时对物体的作用力,然后从题中信息得出物体运动情况.
练习册系列答案
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有一种测量压力的测力计,其原理图如图所示,电源电压为6V,并保持不变.R是一个压敏电阻,R0是一个阻值为400Ω的定值电阻,它能对压敏电阻R起保护作用.G是由量程很小的电流表改装成的指针式测力显示器.R的阻值可随压力F的大小变化而改变,其关系如下表所示且保持不变.
(1)根据表中数据在坐标系中画出压敏电阻R的阻值随压力F的大小变化的图象.
(2)利用表中的数据或R的阻值随压力F的大小变化的图象,归纳出R的阻值随压力F的大小变化的关系式.
(3)若电阻R0的耐压值(即能承受的最大电压)为5V,则该测力计的最大测量值为多少牛顿?
(4)通过推导压力F的大小与电流I的关系式,说明该测力显示器的刻度是否均匀.
压力F/N | 0 | 50 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | … |
电阻/Ω | 300 | 280 | 260 | 240 | 220 | 200 | 180 | … |
(2)利用表中的数据或R的阻值随压力F的大小变化的图象,归纳出R的阻值随压力F的大小变化的关系式.
(3)若电阻R0的耐压值(即能承受的最大电压)为5V,则该测力计的最大测量值为多少牛顿?
(4)通过推导压力F的大小与电流I的关系式,说明该测力显示器的刻度是否均匀.