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...
问题详情:
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(1)为了比较准确地测量电阻Rx的阻值,请根据图1虚线框内电路图的设计,*表选用 (填或A2),乙表选用 (填Al或A2).
(2)在电阻Rx上加一个竖直向下的力F(设竖直向下为正方向),闭合开关S,记下电表读数,A1的读数为I1,A2的读数为I2,得Rx=(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*单位)
(4)定值电阻R0的阻值应该选用 .
A.1Ω B.5Ω C.10Ω D.20Ω
【回答】
考点: 描绘小电珠的伏安特*曲线.
专题: 实验题;恒定电流专题.
分析: (1)测电阻阻值应测出电阻两端电压与通过电阻的电流,根据所给实验器材与实验原理作出实验电路图.
(2)根据实验电路应用并联电路特点与欧姆定律求出电阻阻值.
(3)分析图示图象,根据图象特点分析答题.
(4)由欧姆定律求出电路最小电阻,然后求出保护电阻的阻值,再选择保护电阻.
解答: 解:(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A2与待测电阻并联,测出电阻两端电压,另一个电流表A1串联在电路中测电路电流,故*表用A1;乙表用A2;
(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*,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=5Ω,F=﹣4.5N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===5Ω,
则保护电阻阻值约为:R0=R最小﹣r=5﹣1=4Ω,
故选B.
故*为:(1)A1;A2;(2);(3)当正反向压力大小相等时,对应的电阻阻值相等;RX=14﹣2F;(4)B
点评: 伏安法测电阻原理时:用电压表测出电阻两端电压,用电流表测出通过电阻的电流,然后由欧姆定律求出电阻阻值,当没有电压表而有已知内阻的电流表时,可以把电流表与待测电阻并联,利用并联电路电压特点与欧姆定律测电阻两端电压.
知识点:串联电路和并联电路
题型:实验,探究题