Question

17．在學(xué)習(xí)了傳感器后，大家開始動(dòng)手探究壓敏電阻的阻值隨壓力變化的關(guān)系，
實(shí)驗(yàn)室備有下列實(shí)驗(yàn)器材：
A．電源E（3V，內(nèi)阻約為1Ω）
B．電流表A_l（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）同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)電路，請(qǐng)判斷甲是電流表A_l（填“A_l”或“A₂”）．

（2）實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)測(cè)得甲、乙的讀數(shù)分別為I₁和I₂，則壓敏電阻此時(shí)的阻值為$\frac{{{I_1}{r_1}}}{{{I_2}-{I_1}}}$（用字母表示）．
（3）改變力的大小和方向，得到壓敏電阻隨力F變化的圖象如圖2所示，則R_x的阻值隨力F的大小變化的關(guān)系式為R_x=16-2F．
（4）定值電阻R₀的阻值應(yīng)該選B．
A．1Ω             B．5Ω            C．10Ω            D．20Ω

Answer 1

分析 （1）分析圖1結(jié)構(gòu)，則可明確甲圖充當(dāng)電壓表使用，則根據(jù)題干中給出電表數(shù)據(jù)可分析該用哪一個(gè)電流表；
（2）根據(jù)電路結(jié)構(gòu)，利用歐姆定律可求得壓敏電阻的阻值；
（3）根據(jù)圖象可明確對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系，注意F的正負(fù)表示的是方向；
（4）分析電路，明確定值電阻的作用，則可選出正確的定值電阻．

解答 解：（1）由電路圖可知，甲電表與待測(cè)電阻并聯(lián)，即充當(dāng)電壓表使用，為了能計(jì)算電壓，只能選用內(nèi)阻已知的電表A₁
（2）由歐姆定律可知，并聯(lián)部分電壓U=I₁r₁；
流過待測(cè)電阻中的電流I=I₂-I₁；
則待測(cè)電阻R_x=$\frac{{{I_1}{r_1}}}{{{I_2}-{I_1}}}$；
（3）由圖象可知，當(dāng)力為零時(shí)，電阻值為16Ω；并且電阻隨壓力的增大成一次函數(shù)變化；斜率為$\frac{15-7}{4.5}$=2；
故函數(shù)關(guān)系為：
R_x=16-2F
（4）由題意可知，電流表量程為0.6A，電源電壓為3V，內(nèi)阻為1Ω，為了不超過電表量程，則總電阻至少為：$\frac{3}{0.6}$=5Ω；
故保護(hù)電阻應(yīng)選B；
故答案為：（1）A1；（2）$\frac{{{I_1}{r_1}}}{{{I_2}-{I_1}}}$；（3）R_x=16-2F；（4）B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)，但要注意明確本實(shí)驗(yàn)中采用電流表來(lái)代替電壓表的方法；同時(shí)在寫函數(shù)關(guān)系時(shí)，要注意明確力是矢量，圖中正負(fù)表示力的方向，故我們只需寫出正值時(shí)的表達(dá)式即可．