Question

4．某些固體材料受到外力后除了產(chǎn)生形變，其電阻率也要發(fā)生變化，這種由于外力的作用而使材料電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為“壓阻效應(yīng)”．現(xiàn)用如圖1所示的電路研究某長薄板電阻R_x的壓阻效應(yīng)，已知R_x的阻值變化范圍為幾歐到幾十歐，實(shí)驗(yàn)室中有下列器材：
A．電源E（電動勢約為3V，內(nèi)阻約為1Ω）
B．電壓表V（量程0～3V，內(nèi)阻r₁約為5kΩ）
C．電流表A（0～0.6A，內(nèi)阻r₂=1Ω）
D．開關(guān)S，定值電阻R₀

（1）為了實(shí)驗(yàn)既安全又有多組數(shù)據(jù)，定值電阻R₀的阻值應(yīng)該選用B
A．0.5Ω     B．5Ω       C．50Ω      D．500Ω
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)測得長薄板電阻RX兩端的電壓（U）隨壓力（F）變化的關(guān)系如圖乙所示，則該薄板的電阻隨壓力的增大而增大，如果不考慮物體的形變，則薄板電阻率可能與壓力成一次函數(shù)（選填“一次函數(shù)”“二次函數(shù)”或“反比函數(shù)”）關(guān)系變化；
（3）若實(shí)驗(yàn)中得到的電壓表和電流表的示數(shù)作出U-I圖象如圖丙所示，R₀用第一問中選擇的阻值，則電源的電動勢E=3.1V，內(nèi)阻r=1.2Ω（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電動勢和最大電流可明確最小電阻，從而確定保護(hù)電阻；
（2）根據(jù)圖象進(jìn)行分析，明確電壓與壓力的關(guān)系，再類比U-R圖象即可明確電阻率與F的關(guān)系；
（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律以及圖象進(jìn)行分析，利用圖象中的點(diǎn)可明確電動勢和內(nèi)電阻．

解答 解：（1）電路最小總電阻為：R_最小=$\frac{E}{I_{m}}$=$\frac{3}{0.6}$=5Ω，保護(hù)電阻阻值約為B．
（2）由圖象可知，電壓隨F的增大而增大；圖象類似與電壓與電阻的變化關(guān)系，而電阻與電阻率成正比，則可說明電阻率應(yīng)與F為一次函數(shù)關(guān)系；
（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律可知：
U=E-I（R₀+r₂+r）
由圖可知，當(dāng)電壓為2.12V時(shí)，電流為0.13A，當(dāng)電壓為0.90V時(shí)，電流為0.30A
代入可得：
2.12=E-0.13（5+1+r）
0.90=E-0.30（5+1+r）
聯(lián)立解得：r=1.2Ω，E=3.1V；
故答案為：（1）B；（2）增大；一次函數(shù)；（3）3.1，1.2．

點(diǎn)評 本題考查電源的電動勢和內(nèi)電阻的測量實(shí)驗(yàn)，要注意明確實(shí)驗(yàn)原理，能正確根據(jù)圖象進(jìn)行分析從而準(zhǔn)確進(jìn)行數(shù)據(jù)處理．