Question

小明从实验室得到一个压敏电阻R_x，为探究其特性，设计了如图（a）所示的电路图，他选用电压恒为4.5V的电源，规格为“50Ω 1A”的滑动变阻器。实验时，他在压敏电阻上放置一个质量可忽略不计的托盘，向托盘内加入不同质量的砝码以改变对压敏电阻的压力，并调节滑动变阻器，控制电压表的示数始终为3V不变，读出相应的电流值。

（1）请根据电路图（a），用笔画线代替导线，连接实物图（b）。（电压表量程选用0～3V，电流表量程选用0～0.6A）。

（_______）

（2）连接好电路后，把滑动变阻器的滑片P移至A端，闭合开关进行试通电（托盘中未放置砝码），发现两表指针偏转情况如图（c）所示，小明接下来的操作应该是_____。

（3）在解决问题后，小明进行实验。下面是他记录实验数据的表格。

U＝3V
实验序号	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
质量m/g	0	200	400	600	800	1000	1200	1400	1600	1800
电流I/A	0.02	0.05	0.1	0.15	0.2	0.25		0.35	0.40	0.45
电阻Rx/Ω	150	60	30	20	15	12		8.57	7.5	6.67

（4）完成第1次实验后，当小明向托盘内放200g砝码时，为保持电压表的示数不变，他应将滑动变阻器的滑片P在第1次实验的基础上向_____（A/B）端移动适当距离。

（5）第7次实验时电流表的示数如图（d）所示，请在表中填写电流和相应的电阻值。_____，______ 。

（6）在得到该压敏电阻的特性规律后，小明利用该压敏电阻制作一个测质量的电子秤，他选用电压表作为电子秤的显示装置。

①如图（e）所示为小明设计的电子秤的电路图，其中R_x为该压敏电阻，R₀为定值电阻。为使托盘内的物体质量越大，电压表的示数也越大，他应将电压表并联在_____（R_x/R₀）两端。

②已知图（e）中电源电压保持4.5V不变，托盘的质量不计，为使托盘中放置的物体的质量为1.6kg时电压表的示数为3V，定值电阻R₀应取_____Ω，当电压表的示数为2.5V时，托盘内的物体质量为_____g。

Answer

换用最大阻值较大的变阻器（或换用电压较低的电源或在电路中串联一个电阻） B 0.30 10 R0 15 1000

【解析】

（1）电压表量程选用0～3V，电流表量程选用0～0.6A，根据电路图连接实物图，如下所示：

（2）图中电压表测压敏电阻的电压，把滑动变阻器的滑片P移至A端，即变阻器连入电路中的阻值最大，如图（c）所示；电压表指针超过最大刻度，电路中电流较小，压敏电阻的电压过大，有可能是：变阻器分得的电压较小，根据分压原理，变阻器的最大阻值较小，还可能是电源电压较高，故小明接下来的操作应该是：断开开关，换最大阻值较大的变阻器（或换用电压较低的电源或串联一个定值电阻）；

（4）完成第1次实验（托盘中无物体）后，当小明向托盘内放200g砝码时，压力增大，压敏电阻变小，根据分压原理，电压表示数变小，为保持电压表的示数不变，应增大电压表示数，减小变阻器分得的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，他应将滑动变阻器的滑片P在第1次实验的基础上向 B端移动适当距离；

（5）第7次实验时电流表的示数如图（d）所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.30A，因控制电压表的示数始终为3V不变，由欧姆定律，电阻；

U＝3V

实验序号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

质量m/g

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

电流I/A

0.02

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

电阻Rx/Ω

150

60

30

20

15

12

10

8.57

7.5

6.67

（6）①该压敏电阻Rx与定值电阻R0为串联，因该压敏电阻受到压力增大，压敏电阻变小，由分压原理，压敏电阻的电压变小，根据串联电路电压的规律，定值电阻R0的电压变大，故应将电压表并联在R0两端。

②由图e知，压敏电阻与定值电阻串联，当电压表示数为U表＝3V时，根据串联电路电压的规律，压敏电阻的电压：，即定值电阻的电压为压敏电阻的，由表中数据可知，当压敏电阻盘内放置1.6kg的物体时，压敏电阻大小为

R敏＝7.5Ω，根据分压原理，定值电阻的大小为压敏电阻的2倍，即R0＝2×7.5Ω＝15Ω；

当电压表的示数为U′表＝2.5V时，根据串联电路电压的规律，压敏电阻的电压U′X＝4.5V﹣2.5V＝2V，根据分压原理，，，故 R′X＝12Ω，由表中数据知，此时托盘内的物体质量为1000g。