Question

15．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”，這樣的材料常用來作為傳感器的敏感元件．現(xiàn)用如圖1所示的電路研究某長薄板電阻最的壓阻效應，已知最的阻值交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A₁（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）根據(jù)上述器材，設計的電路圖如圖1所示
（2）在電阻最上加一個豎直向下的力F（設豎直向下為正方向），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=$\frac{{I}_{1}{r}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$（用字母表示）．
（3）改變力的大小，得到不同的Rx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Rx值．最后繪成的圖象如圖2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，根據(jù)圖線的對稱性還可以看到：施加大小相等的拉力或壓力時，該電阻的阻值相等（填“相等”、“不相等”、“無法確定”）
（4）定值電阻R₀的阻值應該選用A
A．0.5Ω    B．4Ω    C．20Ω   D．50Ω

Answer 1

分析 由圖可知由于知道電流表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：（2）根據(jù)串并聯(lián)和歐姆定律得：I₁r₁=（I₂-I₁）R_x，R_x=$\frac{{I}_{1}{r}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$，
（3）從圖象上其電阻與壓力關(guān)系為一次函數(shù)，且左右對稱，故說明壓力方向改變時，其阻值不變；
（4）電路圖知，當定值電阻過大，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：（2）$\frac{{I}_{1}{r}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$；（3）相等；（4）A

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)學知識和物理問題結(jié)合求解．