Question

某些固體材料受到外力后除了產(chǎn)生形變，其電阻率也要發(fā)生變化，這種由于外力的作用而使材料電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為“壓阻效應(yīng)”．現(xiàn)用如圖1所示的電路研究某長薄板電阻R_x的壓阻效應(yīng)，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（3V，內(nèi)阻約為1Ω）
B．電流表A_l（0.6A，內(nèi)阻r₁=5Ω）
C．電流表A₂（0.6A，內(nèi)阻r₂約為1Ω）
D．開關(guān)S，定值電阻R₀
①為了比較準(zhǔn)確地測量電阻R_x的阻值，請完成圖1虛線內(nèi)電路圖的設(shè)計．
②在電阻R_x上加一個豎直向下的力F（設(shè)豎直向下為正方向），閉合開關(guān)S，記下電表讀數(shù)，A₁的讀數(shù)為I₁，A₂的讀數(shù)為I₂，得R_x=

I1r1

I2-I1

，

（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．最后繪成的圖象如圖2所示，當(dāng)F豎直向下時，可得R_x與所受壓力F的數(shù)值關(guān)系是R_x=

16-2F

．
④定值電阻R₀的阻值應(yīng)該選用

A

．
A．5Ω         B．10Ω            C．15Ω            D．20Ω

Answer 1

分析：由于知道電流表A₁的阻值，所以用電流表A₁的作為電壓表使用，電流表A₂連在干路上即可求出電阻Rx的阻值，再根據(jù)圖象的特點得出結(jié)論和求解函數(shù)關(guān)系即可．

解答：解：（1）由于題目中沒有電壓表，為了比較準(zhǔn)確測量電阻R_x的阻值，由于知道電流表A₁的阻值，所以用電流表A₁的作為電壓表使用，電流表A₂連在干路上即可求出電阻R_x的阻值．電路圖如圖所示：

（2）根據(jù)串并聯(lián)和歐姆定律得：I₁r₁=（I₂-I₁）R_x，R_x=

I1r1

I2-I1

，
（3）從圖象上可以看出壓力方向改變，其阻值不變，其電阻與壓力關(guān)系為一次函數(shù)，
由圖象可得：R_x=16-2F
（4）電路圖知，當(dāng)定值電阻過大，會使其分壓過大，實驗操作中會使電流表的示數(shù)過小，產(chǎn)生較大誤差，故選用較小的定值電阻，故選A．
故答案為：（1）如圖所示；（2）

I1r1

I2-I1

；（3）R_x=16-2F；④A

點評：解決該題關(guān)鍵要熟練電路的串并聯(lián)知識和歐姆定律的運用，能夠把數(shù)學(xué)知識和物理問題結(jié)合求解．