Question

4．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1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（电动势约为3V，内阻约为1Ω）
B．电压表V（量程0～3V，内阻r₁约为5kΩ）
C．电流表A（0～0.6A，内阻r₂=1Ω）
D．开关S，定值电阻R₀

（1）为了实验既安全又有多组数据，定值电阻R₀的阻值应该选用B
A．0.5Ω     B．5Ω       C．50Ω      D．500Ω
（2）实验时测得长薄板电阻RX两端的电压（U）随压力（F）变化的关系如图乙所示，则该薄板的电阻随压力的增大而增大，如果不考虑物体的形变，则薄板电阻率可能与压力成一次函数（选填“一次函数”“二次函数”或“反比函数”）关系变化；
（3）若实验中得到的电压表和电流表的示数作出U-I图象如图丙所示，R₀用第一问中选择的阻值，则电源的电动势E=3.1V，内阻r=1.2Ω（结果保留两位有效数字）

Answer 1

分析 （1）根据电动势和最大电流可明确最小电阻，从而确定保护电阻；
（2）根据图象进行分析，明确电压与压力的关系，再类比U-R图象即可明确电阻率与F的关系；
（3）根据闭合电路欧姆定律以及图象进行分析，利用图象中的点可明确电动势和内电阻．

解答 解：（1）电路最小总电阻为：R_最小=$\frac{E}{I_{m}}$=$\frac{3}{0.6}$=5Ω，保护电阻阻值约为B．
（2）由图象可知，电压随F的增大而增大；图象类似与电压与电阻的变化关系，而电阻与电阻率成正比，则可说明电阻率应与F为一次函数关系；
（3）根据闭合电路欧姆定律可知：
U=E-I（R₀+r₂+r）
由图可知，当电压为2.12V时，电流为0.13A，当电压为0.90V时，电流为0.30A
代入可得：
2.12=E-0.13（5+1+r）
0.90=E-0.30（5+1+r）
联立解得：r=1.2Ω，E=3.1V；
故答案为：（1）B；（2）增大；一次函数；（3）3.1，1.2．

点评 本题考查电源的电动势和内电阻的测量实验，要注意明确实验原理，能正确根据图象进行分析从而准确进行数据处理．