Question

某些固体材料受到外力后除了产生形变，其电阻也会发生变化，这种由于外力的作用而使材料电阻发生变化的现象称为“压阻效应”，现用如下图所示的电路研究某长薄板电阻R_x的压阻效应，实验室中有下列符合要求的器材。

A.电源（3V）    B.电流表A₁和A₂（量程均为0~0.6 A，分度值均为0.02A）

C.开关S        D.保护电阻R（阻值未知）         E.定值电阻R₀（阻值已知）

（1）为了测量电阻R_x的阻值，请在图甲中虚线框内补全电路图；

（_______________）

（2）在电阻R_x上加一个竖直向下的力F，闭合开关S，记下电流表A₁的示数I₁、电流表A₂的示数I₂，则R_x=_________（用字母表示）；

（3）下表记录了在施加不同压力F时所测得的R_x

F/N	0	1	2	3	4
Rx/Ω	10	8	6	4	2

请根据表中数据在图乙中用描点法绘制出R_x与F的关系图像，

（___________）

写出R_x与F的关系式为R_x=______.

（4）为了保证实验中电路安全，保护电阻R的阻值应该选用_____________.

A.  1Ω       B. 2Ω    C. 4Ω      D. 5Ω

（5）平时我们忽略了电流表自身也有一定阻值这个事实，其实电流表相当于一个能显示流过自身电流的定值电阻，若考虑电流表A₂自身电阻对实验的影响，上述操作所测得R_x的值比真实值_______（偏大/偏小/无影响）。

Answer

10-2F D 偏小

【解析】

(1)[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，可以用已知定值电阻R0和电流表A2串联后与待测电阻并联，测出电阻两端电压，另一个电流表在电路中测电路中的总电流，实验电路图如图所示：

(2)[2]由并联电路电流的特点可知通过Rx的电流

Ix=I1-I2，

由欧姆定律和并联电路电压的规律得到Rx两端的电压

Ux=U0= I2R0，

Rx的阻值

Rx=；

(3)[3]根据表中数据，用描点法绘制出Rx与F的关系图像，如图所示：

[4]由图象可知，电阻与压力是一次函数关系，设为

Rx=R0+kF，

由图象可知：

R0=10Ω，

把Rx=8Ω、F=1N，代入关系式解得：

k=-2，

则关系式为：

Rx=10-2F；

(4)[5]电路最小总电阻为：

R最小==5Ω，

故选B；

(5)[6]若考虑电流表A2自身电阻对实验的影响，R0与电流表A2的电阻串联，由Rx=可知，分子计算时代入的是R0两端的电压，但实际电压是等于R0与A2的电压之和，即代入计算的分子偏小，而分母准确，故计算出的Rx的阻值会偏小。