题目内容
17.在学习了传感器后,大家开始动手探究压敏电阻的阻值随压力变化的关系,实验室备有下列实验器材:
A.电源E(3V,内阻约为1Ω)
B.电流表Al(0.6A,内阻r1=5Ω)
C.电流表A2(0.6A,内阻r2约为1Ω)
D.开关S,定值电阻R0
(1)同学们设计了如图1所示的实验电路,请判断甲是电流表Al(填“Al”或“A2”).
(2)实验中发现测得甲、乙的读数分别为I1和I2,则压敏电阻此时的阻值为$\frac{{{I_1}{r_1}}}{{{I_2}-{I_1}}}$(用字母表示).
(3)改变力的大小和方向,得到压敏电阻随力F变化的图象如图2所示,则Rx的阻值随力F的大小变化的关系式为Rx=16-2F.
(4)定值电阻R0的阻值应该选B.
A.1Ω B.5Ω C.10Ω D.20Ω
分析 (1)分析图1结构,则可明确甲图充当电压表使用,则根据题干中给出电表数据可分析该用哪一个电流表;
(2)根据电路结构,利用欧姆定律可求得压敏电阻的阻值;
(3)根据图象可明确对应的函数关系,注意F的正负表示的是方向;
(4)分析电路,明确定值电阻的作用,则可选出正确的定值电阻.
解答 解:(1)由电路图可知,甲电表与待测电阻并联,即充当电压表使用,为了能计算电压,只能选用内阻已知的电表A1
(2)由欧姆定律可知,并联部分电压U=I1r1;
流过待测电阻中的电流I=I2-I1;
则待测电阻Rx=$\frac{{{I_1}{r_1}}}{{{I_2}-{I_1}}}$;
(3)由图象可知,当力为零时,电阻值为16Ω;并且电阻随压力的增大成一次函数变化;斜率为$\frac{15-7}{4.5}$=2;
故函数关系为:
Rx=16-2F
(4)由题意可知,电流表量程为0.6A,电源电压为3V,内阻为1Ω,为了不超过电表量程,则总电阻至少为:$\frac{3}{0.6}$=5Ω;
故保护电阻应选B;
故答案为:(1)A1;(2)$\frac{{{I_1}{r_1}}}{{{I_2}-{I_1}}}$;(3)Rx=16-2F;(4)B.
点评 本题考查伏安法测电阻的实验,但要注意明确本实验中采用电流表来代替电压表的方法;同时在写函数关系时,要注意明确力是矢量,图中正负表示力的方向,故我们只需写出正值时的表达式即可.
练习册系列答案
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