Question

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”。现用如图所示的电路研究某长薄板电阻Rx的压阻效应，已知Rx的阻值变化范围为几欧到几十欧，实验室中有下列器材：

A．电源E（3 V，内阻约为1 Ω）

B．电流表Al（0．6 A，内阻r1＝5Ω）

C．电流表A2（0．6 A，内阻r2约为1 Ω）

D．开关S，定值电阻R0

（1）为了比较准确地测量电阻Rx的阻值，请完成虚线框内电路图的设计。

（2）在电阻Rx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Rx＝______________（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，最后绘成的图像如图所示。当F竖直向下（设竖直向下为正方向）时，可得Rx与所受压力F的数值关系是Rx＝______________。（各物理量单位均为国际单位）

（4）定值电阻R0的阻值应该选用________________。

A．1 Ω         B．5 Ω            C．10 Ω            D．20 Ω

 

Answer 1

（1）如图所示 （2） （3） （4）B

 

【解析】

试题分析：（1）测电阻阻值需要测出电阻两端电压与通过电阻的电流，所给实验器材没有电压表，可以用已知内阻的电流表与待测电阻并联，测出电阻两端电压，另一个电流表串联在电路中测电路电流，实验电路图如图所示：

（2）电阻两端电压，通过电阻的电流，电阻阻值；

（3）由于图像的对称性可知，加上相反的压力时，电阻值大小相等；图像与纵坐标的交点为16Ω，当R=7Ω时，对应的力为4.5N，因此表达式为。

（4）整个回路总电流不能大于0.6A，而电动势为3V，因此总电阻略大于5欧姆，而电源内阻为1Ω，因此定值电阻的阻值应选5欧姆，即可保证电流不超过量程，也保证电流不太小，两块电流表读数准确，

考点：伏安法测电阻实验