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R_x的压阻效应，已知R_x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A_l（0．6 A，内阻r₁=5 Ω）        

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R_x的阻值，请完成虚线框内电路图的设计。

（2）在电阻R_x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R_x=______________（用字母表示）。

（3）改变力的大小，得到不同的R_x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R_x值。最后绘成的图像如图所示，除观察到电阻R_x的阻值随压力F的增大而均匀减小外，还可以得到的结论是_______________________。当F竖直向下时，可得R_x与所受压力F的数值关系是R_x=_____。

Answer

（1）如图所示：

（2）I1r1/（I2-I1） （3）压力反向，阻值不变 16-2F

【解析】（1）由于题目中没有电压表，为了比较准确测量电阻，知道电流表 的阻值，所以用电流表作为电压表使用，电流表 连在干路上，即可求出电阻的阻值，电路图的设计：

（2）根据串并联和欧姆定律得： ，得到： 。

（3）从图象上可以看出压力方向改变，其阻值不变，其电阻与压力关系为一次函数，由图象可得： 。

点睛：解决该题关键要熟练电路的串并联知识和欧姆定律的运用，能够把数学知识和物理问题结合求解。