Question

某些固體材料受到外力后除了產生形變，其電阻率也要發生變化，這種由于外力的作用而使材料電阻率發生變化的現象稱為“壓阻效應”。現用如圖所示的電路研究某長薄板電阻R_x的壓阻效應，已知R_x的阻值變化范圍為幾歐到幾十歐，實驗室中有下列器材：

A．電源E（3 V，內阻約為1 Ω）

B．電流表A_l （0．6 A，內阻r₁＝5 Ω）

C．電流表A₂（0．6 A，內阻r₂約為1 Ω）

D．開關S，定值電阻R₀

（1）為了比較準確地測量電阻R_x的阻值，請完成虛線框內電路圖的設計。

（2）在電阻R_x上加一個豎直向下的力F（設豎直向下為正方向），閉合開關S，記下電表讀數，A₁的讀數為I₁，A₂的讀數為I₂，得R_x＝______________（用字母表示）。

（3）改變力的大小，得到不同的R_x值，然后讓力反向從下向上擠壓電阻，并改變力的大小，得到不同的R_x值。最后繪成的圖像如圖所示，除觀察到電阻R_x的阻值隨壓力F的增大而均勻減小外，還可以得到的結論是_______________________。當F豎直向下時，可得R_x與所受壓力F的數值關系是R_x＝______________。

（4）定值電阻R₀的阻值應該選用________________。

A．1 Ω     B．5 Ω     C．10 Ω     D．20 Ω

 

Answer 1

【答案】

（1）

（2）（2分）

（3）壓力反向，阻值不變（2分） （2分）

（4）B（2分）

【解析】

試題分析：（1）由于A₁內阻確定，并且與待測電阻一接近，與待測電阻并聯，用來測出待測電阻R_x兩端的電壓，用A₂測得的電流減去A1測得的電流就是流過待測電阻的電流，根據歐姆定律就可求出待測電阻的阻值了電路連接如圖所示

（2）待測電阻一兩端的電壓，流過待測電阻的電流，因此待測電阻的阻值為；

（3）由于圖象的對稱性可知，加上相反的壓力時，電阻值大小相等；圖象與縱坐標的交點為16，當R=7時，對應的力為4.5N，因此函數表達式，

（4）整個回路總電流不能大于0.6A，而電動勢為3V，因此總電阻應略大于5，而電源內阻約為1，因此定值電阻R₀的阻值應選5，即可保證電流不超過量程，也保證電流不太小，兩塊電流表讀數準確

考點：伏安法測電阻