Question

某些固體材料受到外力作用后，除了產生形變，其電阻率也會發生變化，這種現象稱為“壓阻效應”．現用如圖甲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姆到幾十歐姆，所用電源的電動勢為3V．除圖甲中的器材外，實驗室還提供了如下器材可供選擇：
電壓表V（量程為0～15V，內阻約為20kΩ，其讀數用U表示）
電流表A₁（量程為0～0.6A，內阻r₁=5Ω，其讀數用I₁表示）
電流表A₂（量程為0～0.6A，內阻約為6Ω，其讀數用I₂表示）

（1）請完成電路圖中虛線框內的部分，并用相應的符號標注元件；
（2）在電阻R_x上加一個砝碼，閉合開關S，記下電表讀數，可得R_x=

 

（用題目中給出的字母表示）；
（3）改變砝碼的個數，得到不同的R_x值，再用彈簧測力計測得砝碼的重力，繪成圖象如圖乙所示，可得R_x與所受壓力F的數值關系是R_x=

 

．

Answer 1

分析：對比電源電動勢與電壓表的量程判斷電壓表是否可選；然后采用近似伏安法測電阻，畫電路圖；
結合試驗原理與歐姆定律求被測電阻的表達式；
有圖象情況結合數學函數解析式求R_x與F的關系．

解答：解：（1）電源電動勢為3V，而題中所給電壓表的量程為15V，讀數時誤差較大，故選取內阻已知的電流表當電壓表，采用安安法測電阻電路圖如圖所示．
（2）若電流表A₁示數為I₁，則R_x的電壓為I₁r₁，流過R_x的電流為I₂-I₁，由歐姆定律R_x=

I1r1

I2-I1

 
（3）結合圖象中（0，18）與（4，10）兩點可知R_x=18-2F．
故答案為：（1）見解析　（2）

I1r1

I2-I1

 （3）18-2F

點評：本題考查了安安法測電阻，要知道內阻已知的電流表可以當電壓表用．