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

Question

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（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R_x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，最后绘成的图象如图2所示．当F竖直向下（设竖直向下为正方向）时，可得R_x与所受压力F的数值关系是R_x=___．（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

Answer 1

（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R_X=(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R_X=R₀+kF，
由图象可知：R₀=14Ω，把R_X=12Ω，F=1N代入关系式解得：k=-2，则关系式为：R_X=14-2F；
将R_X=12Ω，F=-1N代入关系式解得：k=2，则关系式为：R_X=14-2F；
（4）电路最小总电阻为：R_最小=(E)/(I2m)=(3)/(0.6)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）A_l，（2）(I1r1)/(I2-I1)；（3）14-2F；（4）B．