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(shí)驗(yàn)室中有下列器材：
A．電源E（3V，內(nèi)阻約為1Ω）
B．電流表

A

1

（0.6A，內(nèi)阻

r

1

=5Ω）
C．電流表

A

2

（0.6A，內(nèi)阻約為1Ω）
D．開關(guān)S，定值電阻

R

0

（1）為了比較準(zhǔn)確測量電阻

R

x

，請完成虛線框內(nèi)電路圖的設(shè)計(jì)．
（2）在電阻

R

x

上加一個(gè)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)，

A

1

讀數(shù)為

I

1

，

A

2

讀數(shù)為

I

2

，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，最后繪成圖象如圖2所示，除觀察到電阻

R

x

的阻值隨壓力F增大而均勻減小外，還可得到的結(jié)論是

電阻與壓力關(guān)系為一次函數(shù)

．當(dāng)F豎直向下時(shí)可得

R

x

與所受壓力F的數(shù)值關(guān)系是

R

x

=

16-2F

．

Answer 1

分析：由于知道電流表

A

1

的阻值，所以用電流表

A

1

作為電壓表使用，電流表

A

2

連在干路上即可求出電阻

R

x

的阻值，
根據(jù)圖象的特點(diǎn)得出結(jié)論和求解函數(shù)關(guān)系．

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

，
知道電流表

A

1

的阻值，所以用電流表

A

1

作為電壓表使用，電流表

A

2

連在干路上，即可求出電阻

R

x

的阻值．
電路圖的設(shè)計(jì)：

（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
故答案為：（1）如圖
（2）

I1r1

I2-I1

（3）電阻與壓力關(guān)系為一次函數(shù)，16-2F

點(diǎn)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(yùn)用，能夠把數(shù)學(xué)知識和物理問題結(jié)合求解．