Question

4．材料的電阻隨壓力的變化而變化的現(xiàn)象稱(chēng)為“壓阻現(xiàn)象”，利用這種效應(yīng)可以測(cè)量壓力大小，若圖1為某壓敏電阻在室溫下的電阻--壓力特性曲線，其中R_F、R₀分別表示有、無(wú)壓力時(shí)壓敏電阻的阻值，為了測(cè)量壓力F，需先測(cè)量壓敏電阻處于壓力中的電阻值R_F，請(qǐng)按要求完成下列實(shí)驗(yàn)．

（1）設(shè)計(jì)一個(gè)可以測(cè)量處于壓力中的該壓敏電阻阻值的電路，在圖2的虛線框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路原理圖（壓敏電阻及所給壓力已給出，待測(cè)壓力大小約為0.4×10²：0.8×10²N，不考慮壓力對(duì)電路其它部分的影響）．要求誤差較�。�提供的器材如下：
A、壓敏電阻，無(wú)壓力時(shí)阻值R₀=6000Ω
B、滑動(dòng)變阻器R，全電阻約200Ω
C、電流表A，量程2.5mA，內(nèi)阻約30Ω
D、電壓表V，量程3V，內(nèi)阻約3kΩ
E、直流電源E，電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻很小
F、開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干
（2）正確連線后，將壓敏電阻置于待測(cè)壓力下，通過(guò)壓敏電阻的電流是1.33mA，電壓表的示數(shù)如圖3所示，則電壓表的讀數(shù)為2.00V．
（3）此時(shí)壓敏電阻的阻值為1.5×10³Ω；結(jié)合圖1可知待測(cè)壓力的大小F=60N．（計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）分壓給出的滑動(dòng)變阻器以及待測(cè)電阻的阻值關(guān)系，即可明確滑動(dòng)變阻器以及電流表的接法；
（2）根據(jù)電壓表量程以及最小分度可求得電壓表的讀數(shù)；
（3）根據(jù)歐姆定律可求得電阻，再根據(jù)圖1數(shù)據(jù)可求得壓力大�。�

解答 解：（1）由于滑動(dòng)變阻器總電阻較小，遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻，因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法； 同時(shí)因待測(cè)電阻較大，故應(yīng)采用電流表內(nèi)接法； 如圖所示：

（2）電壓表量程為3V，最小分度為0.1V，則讀數(shù)為2.00V；
（3）根據(jù)歐姆定律可知：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.00}{1.33×1{0}^{-3}}$=1.5×10³Ω；
則有：$\frac{{R}_{0}}{{R}_{F}}$=$\frac{6000}{1.5×1{0}^{3}}$=4；
則由圖可知，壓力大小約為60N
故答案為：（1）如圖所示； （2）2.00； （3）1.5×10³；60

點(diǎn)評(píng) 本題考查描繪伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)，要注意明確選用分壓接法的幾種情況：（1）題目中要求多測(cè)幾組數(shù)據(jù)的； （2）滑動(dòng)變阻器起不到保護(hù)作用的； （3）要求電壓從零開(kāi)始調(diào)節(jié)的．