Question

【題目】小明從實驗室得到一個壓敏電阻Rx ， 為探究其特性，設計了如圖（a）所示的電路圖，他選用電壓恒為4.5V的電源，規格為“50Ω 1A”的滑動變阻器．實驗時，他在壓敏電阻上放置一個質量可忽略不計的托盤，向托盤內加入不同質量的砝碼以改變對壓敏電阻的壓力，并調節滑動變阻器，控制電壓表的示數始終為3V不變，讀出相應的電流值．
（1）請根據電路圖（a），用筆畫線代替導線，連接實物圖（b）．（電壓表量程選用0～3V，電流表量程選用0～0.6A）．
（2）連接好電路后，把滑動變阻器的滑片P移至A端，閉合開關進行試通電（托盤中未放置砝碼），發現兩表指針偏轉情況如圖（c）所示，小明接下來的操作應該是 ．
（3）在解決問題后，小明進行實驗．下面是他記錄實驗數據的表格．

U=3V
實驗序號	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
質量m/g	0	200	400	600	800	1000	1200	1400	1600	1800
電流I/A	0.02	0.05	0.1	0.15	0.2	0.25		0.35	0.40	0.45
電阻Rx/Ω	150	60	30	20	15	12		8.57	7.5	6.67

①完成第1次實驗后，當小明向托盤內放200g砝碼時，為保持電壓表的示數不變，他應將滑動變阻器的滑片P在第1次實驗的基礎上向（A/B）端移動適當距離．
②第7次實驗時電流表的示數如圖（d）所示，請在表中填寫電流值和相應的電阻值 ．
（4）在得到該壓敏電阻的特性規律后，小明利用該壓敏電阻制作一個測質量的電子秤，他選用電壓表作為電子秤的顯示裝置． ①如圖（e）所示為小明設計的電子秤的電路圖，其中Rx為該壓敏電阻，R0為定值電阻．為使托盤內的物體質量越大，電壓表的示數也越大，他應將電壓表并聯在（Rx/R0）兩端．
②已知圖（e）中電源電壓保持4.5V不變，托盤的質量不計，為使托盤中放置的物體的質量為1.6kg時電壓表的示數為3V，定值電阻R0應取Ω，當電壓表的示數為2.5V時，托盤內的物體質量為g．

Answer 1

【答案】
（1）解：如下圖所示：

（2）換用最大阻值較大的變阻器（或換用電壓較低的電源或在電路中串聯一個電阻）
（3）B；0.30；10
（4）R0；15；1000
【解析】解：（1）電壓表量程選用0～3V，電流表量程選用0～0.6A，根據電路圖連接實物圖，（2）圖中電壓表測壓敏電阻的電壓，把滑動變阻器的滑片P移至A端，即變阻器連入電路中的阻值最大，如圖（c）所示；電壓表指針超過最大刻度，電路中電流較小，壓敏電阻的電壓過大，有可能是：變阻器分得的電壓較小，根據分壓原理，變阻器的最大阻值較小，還可能是電源電源較高，故小明接下來的操作應該是：斷開開關，換最大阻值較大的變阻器（或換用電壓較低的電源或串聯一個定值電阻）；（3）完成第1次實驗（托盤中無物體）后，當小明向托盤內放200g砝碼時，壓力增大，壓敏電阻變小，根據分壓原理，電壓表示數變小，為保持電壓表的示數不變，應增大電壓表示數，減小變阻器分得的電壓，由分壓原理，應減小變阻器連入電路中的電阻大小，他應將滑動變阻器的滑片P在第1次實驗的基礎上向 B端移動適當距離；（5）第7次實驗時電流表的示數如圖（d）所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，示數為0.30A，因控制電壓表的示數始終為3V不變，由歐姆定律I= ，電阻R= =10Ω；

U=3V
實驗序號	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
質量m/g	0	200	400	600	800	1000	1200	1400	1600	1800
電流I/A	0.02	0.05	0.1	0.15	0.2	0.25	0.30	0.35	0.40	0.45
電阻Rx/Ω	150	60	30	20	15	12	10	8.57	7.5	6.67

( 4 )①該壓敏電阻Rx與定值電阻R0為串聯，因該壓敏電阻受到壓力增大，壓敏電阻變小，由分壓原理，壓敏電阻的電壓變小，根據串聯電路電壓的規律，定值電阻R0的電壓變大，故應將電壓表并聯在R0兩端．②由圖e知，壓敏電阻與定值電阻串聯，當電壓表示數為U表=3V時，根據串聯電路電壓的規律，壓敏電阻的電壓：U0=U﹣U表=4.5V﹣3V=1.5V，即定值電阻的電壓為壓敏電阻的 =2倍，由表中數據可知，當壓敏電阻盤內放置1.6kg的物體時，壓敏電阻大小為R敏=7.5Ω，根據分壓原理，定值電阻的大小為壓敏電阻的2倍，即R0=2×7.5Ω=15Ω；
當電壓表的示數為U′表=2.5V時，根據串聯電路電壓的規律，壓敏電阻的電壓U′X=4.5V﹣2.5V=2V，根據分壓原理， = ， ，故 R′X=12Ω，由表中數據知，此時托盤內的物體質量為1000g．
所以答案是：（1）如上所示；（2）換用最大阻值較大的變阻器（或換用電壓較低的電源或在電路中串聯一個電阻）；（3）①B；②如上表所示；（4）①R0；②15；1000．
【考點精析】通過靈活運用歐姆定律及其應用，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）即可以解答此題．