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Al （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 =5Ω

（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＝_____________________。

Answer 1

（1）如圖所示

（2） （3）壓力反向，阻值不變 16-2F

解析試題分析：1）利用伏安法測量電阻阻值，但所給器材缺少電壓表，可以用內阻已知的電流表A₁代替，另一個電流表A₂測量電流。2）電阻兩端電壓為u_x=I₁r₁，流經的電流為I_x=I₂-I₁，電阻R_x=；3）由圖可知，圖像是一次函數圖線，即R_x=kF+b，k=△R_x/△F=9/4.5=2,b=-16,則有R_x= 16-2F；從圖可知，由于圖線的對稱，不管力F方向如何增加，R_x均線性減小。
考點：本題考查伏安法測量電阻、對圖像的分析能力。