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半导体压阻传感器已经广泛地应用于航空、化工、航海、动力和医疗等部门,它们是根据“压阻效应”:就是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的现象.现用如
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半导体压阻传感器已经广泛地应用于航空、化工、航海、动力和医疗等部门,它们是根据“压阻效应”:就是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的现象.现用如图1所示的电路研究某长薄板电阻Rx的压阻效应,已知Rx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(3V,内阻约为1Ω)
B.电流表A1(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)为了比较准确地测量电阻Rx的阻值,请根据虚线框内电路图的设计,甲表选用___(用字母表示).
(3)改变力的大小,得到不同的Rx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Rx值,最后绘成的图象如图2所示.当F竖直向下(设竖直向下为正方向)时,可得Rx与所受压力F的数值关系是Rx=___.(各物理量单位均为国际单位)
(4)定值电阻R0的阻值应该选用___.
A.1Ω B.5Ω C.10Ω D.20Ω
A.电源E(3V,内阻约为1Ω)
B.电流表A1(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)为了比较准确地测量电阻Rx的阻值,请根据虚线框内电路图的设计,甲表选用___(用字母表示).
(3)改变力的大小,得到不同的Rx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Rx值,最后绘成的图象如图2所示.当F竖直向下(设竖直向下为正方向)时,可得Rx与所受压力F的数值关系是Rx=___.(各物理量单位均为国际单位)
(4)定值电阻R0的阻值应该选用___.
A.1Ω B.5Ω C.10Ω D.20Ω
▼优质解答
答案和解析
(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,可以用已知内阻的电流表与待测电阻并联,测出电阻两端电压,另一个电流表串联在电路中测电路电流,实验电路图如图所示:
(2)电阻两端电压U=I1r1,通过电阻的电流I=I2-I1,电阻阻值RX=
=
;
(3)由图2所示图象可知,图象具有对称性,当正反向压力大小相等时,对应的电阻阻值相等;
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=14Ω,把RX=12Ω,F=1N代入关系式解得:k=-2,则关系式为:RX=14-2F;
将RX=12Ω,F=-1N代入关系式解得:k=2,则关系式为:RX=14-2F;
(4)电路最小总电阻为:R最小=
=
Ω=5Ω,
则保护电阻阻值约为:R0=R最小-r=5-1=4Ω,故选B.
故答案为:(1)Al,(2)
;(3)14-2F;(4)B.
(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,可以用已知内阻的电流表与待测电阻并联,测出电阻两端电压,另一个电流表串联在电路中测电路电流,实验电路图如图所示:(2)电阻两端电压U=I1r1,通过电阻的电流I=I2-I1,电阻阻值RX=
| U |
| I |
| I1r1 |
| I2-I1 |
(3)由图2所示图象可知,图象具有对称性,当正反向压力大小相等时,对应的电阻阻值相等;
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=14Ω,把RX=12Ω,F=1N代入关系式解得:k=-2,则关系式为:RX=14-2F;
将RX=12Ω,F=-1N代入关系式解得:k=2,则关系式为:RX=14-2F;
(4)电路最小总电阻为:R最小=
| E |
| I2m |
| 3 |
| 0.6 |
则保护电阻阻值约为:R0=R最小-r=5-1=4Ω,故选B.
故答案为:(1)Al,(2)
| I1r1 |
| I2-I1 |
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