Question

【題目】某課外活動(dòng)小組自制了一臺(tái)稱(chēng)重電子秤，其原理結(jié)構(gòu)如圖甲圖所示，R為定值電阻；R是壓敏電阻，其阻值隨所受壓力F的變化而變化，變化范圍大約為幾歐到幾十歐，通過(guò)電壓表的讀數(shù)可以知道壓力大小。若要想電子秤正常工作，首先通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究壓敏電阻阻值和F大小的關(guān)系，于是課外小組又設(shè)計(jì)了如圖乙所示的探究壓敏電阻阻值和F大小的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)電路。圖乙電路中由下列主要實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行選擇：

(A)電源E(3V，內(nèi)阻忽略不計(jì))； (B)電流表A1(0.3A，內(nèi)阻r1=10Ω)；

(C)電流表A2(0.6A，內(nèi)阻約為1Ω)；(D)電壓表V(15V，內(nèi)阻約為5kΩ)

(E)開(kāi)關(guān)S，定值電阻R1。

(1)為了比較準(zhǔn)確測(cè)量電阻R，請(qǐng)完成圖乙虛線(xiàn)框里兩塊表的選擇(填電表代號(hào))。

(2)圖乙中，在電阻R上施加豎直向下的力F，閉合開(kāi)關(guān)S，記錄各個(gè)電表讀數(shù)，得出R=________________，表達(dá)式中需要測(cè)量的各字母的物理意義為_______________。

(3)圖乙所示電路中，改變力的大小，得到不同的R值，得到如圖丙所示的R-F圖象，寫(xiě)出R和F的關(guān)系式R=_______________。

(4)若甲圖所示的電路中，在壓敏電阻R上水平放置一個(gè)重力為1.0N的托盤(pán)，在托盤(pán)上放一重物，電源電動(dòng)勢(shì)E=9.0V，電源內(nèi)阻r=1.0Ω，R0=5.0Ω，閉合開(kāi)關(guān)，電壓表示數(shù)為5.0V，則重物的重量為______N。

Answer 1

【答案】 為電流表的讀數(shù)， 為電流表的讀數(shù)

【解析】（1）由于實(shí)驗(yàn)要求準(zhǔn)確測(cè)量壓敏電阻阻值，而電壓表內(nèi)阻為不確定值，所以不能應(yīng)用電壓表；由于電流表A1的內(nèi)阻為確定值并且電流表A2的量程大于A1的量程，所以應(yīng)將電流表A1與壓敏電阻并聯(lián)后再與電流表A2串聯(lián)，即兩電表應(yīng)選擇電流表A1與A2；電路如圖；

（2）由圖乙根據(jù)歐姆定律應(yīng)有： ，解得；其中I1、I2分別表示電流表A1、A2

的讀數(shù)，r1為電流表A1的內(nèi)阻；
（3）根據(jù)一次函數(shù)概念可知由圖象可讀出縱軸截距b=16，斜率為k==-2，根據(jù)一次函數(shù)概念可知R=kF+b=-2F+16（Ω）；
（4）設(shè)重物的質(zhì)量為m，則壓力F=1.0+G，代入R與F關(guān)系式可得壓敏電阻為：