Question

15．某些固体材料受到外力后除了产生形变，其电阻率也要发生变化，这种由于外力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为”压阻效应”，这样的材料常用来作为传感器的敏感元件．现用如图1所示的电路研究某长薄板电阻最的压阻效应，已知最的阻值交化范围为几欧到几十欧，实验室中有下列器材：
A．电源E（3V，内阻约为1Ω）
B．电流表A₁（0.6A，内阻r₁=5Ω）
C．电流表A₂（0.6A，内阻r₂约为1Ω）
D．开关S，定值电阻R₀

（1）根据上述器材，设计的电路图如图1所示
（2）在电阻最上加一个竖直向下的力F（设竖直向下为正方向），闭合开关S，记下电表读数，A₁的读数为I₁，A₂的读数为I₂，得R_x=$\frac{{I}_{1}{r}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$（用字母表示）．
（3）改变力的大小，得到不同的Rx值，然后让力反向从下向上挤压电阻，并改变力的大小，得到不同的Rx值．最后绘成的图象如图2所示，除观察到电阻R_x的阻值随压力F的增大而均匀减小外，根据图线的对称性还可以看到：施加大小相等的拉力或压力时，该电阻的阻值相等（填“相等”、“不相等”、“无法确定”）
（4）定值电阻R₀的阻值应该选用A
A．0.5Ω    B．4Ω    C．20Ω   D．50Ω

Answer 1

分析 由图可知由于知道电流表A₁的阻值，所以用电流表A₁的作为电压表使用，电流表A₂连在干路上即可求出电阻Rx的阻值，再根据图象的特点得出结论和求解函数关系即可．

解答 解：（2）根据串并联和欧姆定律得：I₁r₁=（I₂-I₁）R_x，R_x=$\frac{{I}_{1}{r}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$，
（3）从图象上其电阻与压力关系为一次函数，且左右对称，故说明压力方向改变时，其阻值不变；
（4）电路图知，当定值电阻过大，会使其分压过大，实验操作中会使电流表的示数过小，产生较大误差，故选用较小的定值电阻，故选A．
故答案为：（2）$\frac{{I}_{1}{r}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$；（3）相等；（4）A

点评 解决该题关键要熟练电路的串并联知识和欧姆定律的运用，能够把数学知识和物理问题结合求解．