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Al （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 =5Ω

（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

（1）如图所示

（2） （3）压力反向，阻值不变 16-2F

解析试题分析：1）利用伏安法测量电阻阻值，但所给器材缺少电压表，可以用内阻已知的电流表A₁代替，另一个电流表A₂测量电流。2）电阻两端电压为u_x=I₁r₁，流经的电流为I_x=I₂-I₁，电阻R_x=；3）由图可知，图像是一次函数图线，即R_x=kF+b，k=△R_x/△F=9/4.5=2,b=-16,则有R_x= 16-2F；从图可知，由于图线的对称，不管力F方向如何增加，R_x均线性减小。
考点：本题考查伏安法测量电阻、对图像的分析能力。