Question

【題目】小明從實(shí)驗(yàn)室得到一個(gè)壓敏電阻Rx，為探究其特性，設(shè)計(jì)了如圖（a）所示的電路圖，他選用電壓恒為4.5V的電源，規(guī)格為“50Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器。實(shí)驗(yàn)時(shí)，他在壓敏電阻上放置一個(gè)質(zhì)量可忽略不計(jì)的托盤，向托盤內(nèi)加入不同質(zhì)量的砝碼以改變對(duì)壓敏電阻的壓力，并調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，控制電壓表的示數(shù)始終為3V不變，讀出相應(yīng)的電流值。

（1）請(qǐng)根據(jù)電路圖（a），用筆畫線代替導(dǎo)線，連接實(shí)物圖（b）。（電壓表量程選用0～3V，電流表量程選用0～0.6A）。

（_______）

（2）連接好電路后，把滑動(dòng)變阻器的滑片P移至A端，閉合開關(guān)進(jìn)行試通電（托盤中未放置砝碼），發(fā)現(xiàn)兩表指針偏轉(zhuǎn)情況如圖（c）所示，小明接下來的操作應(yīng)該是_____。

（3）在解決問題后，小明進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。下面是他記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格。

U＝3V
實(shí)驗(yàn)序號(hào)	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
質(zhì)量m/g	0	200	400	600	800	1000	1200	1400	1600	1800
電流I/A	0.02	0.05	0.1	0.15	0.2	0.25		0.35	0.40	0.45
電阻Rx/Ω	150	60	30	20	15	12		8.57	7.5	6.67

（4）完成第1次實(shí)驗(yàn)后，當(dāng)小明向托盤內(nèi)放200g砝碼時(shí)，為保持電壓表的示數(shù)不變，他應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P在第1次實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上向_____（A/B）端移動(dòng)適當(dāng)距離。

（5）第7次實(shí)驗(yàn)時(shí)電流表的示數(shù)如圖（d）所示，請(qǐng)?jiān)诒碇刑顚戨娏骱拖鄳?yīng)的電阻值。_____，______ 。

（6）在得到該壓敏電阻的特性規(guī)律后，小明利用該壓敏電阻制作一個(gè)測(cè)質(zhì)量的電子秤，他選用電壓表作為電子秤的顯示裝置。

①如圖（e）所示為小明設(shè)計(jì)的電子秤的電路圖，其中Rx為該壓敏電阻，R0為定值電阻。為使托盤內(nèi)的物體質(zhì)量越大，電壓表的示數(shù)也越大，他應(yīng)將電壓表并聯(lián)在_____（Rx/R0）兩端。

②已知圖（e）中電源電壓保持4.5V不變，托盤的質(zhì)量不計(jì)，為使托盤中放置的物體的質(zhì)量為1.6kg時(shí)電壓表的示數(shù)為3V，定值電阻R0應(yīng)取_____Ω，當(dāng)電壓表的示數(shù)為.5V時(shí)，托盤內(nèi)的物體質(zhì)量為_____g。

Answer 1

【答案】 換用最大阻值較大的變阻器（或換用電壓較低的電源或在電路中串聯(lián)一個(gè)電阻） B 0.30 10 R0 15 1000

【解析】

（1）電壓表量程選用0～3V，電流表量程選用0～0.6A，根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖，如下所示：

（2）圖中電壓表測(cè)壓敏電阻的電壓，把滑動(dòng)變阻器的滑片P移至A端，即變阻器連入電路中的阻值最大，如圖（c）所示；電壓表指針超過最大刻度，電路中電流較小，壓敏電阻的電壓過大，有可能是：變阻器分得的電壓較小，根據(jù)分壓原理，變阻器的最大阻值較小，還可能是電源電壓較高，故小明接下來的操作應(yīng)該是：斷開開關(guān)，換最大阻值較大的變阻器（或換用電壓較低的電源或串聯(lián)一個(gè)定值電阻）；

（4）完成第1次實(shí)驗(yàn)（托盤中無物體）后，當(dāng)小明向托盤內(nèi)放200g砝碼時(shí)，壓力增大，壓敏電阻變小，根據(jù)分壓原理，電壓表示數(shù)變小，為保持電壓表的示數(shù)不變，應(yīng)增大電壓表示數(shù)，減小變阻器分得的電壓，由分壓原理，應(yīng)減小變阻器連入電路中的電阻大小，他應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P在第1次實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上向 B端移動(dòng)適當(dāng)距離；

（5）第7次實(shí)驗(yàn)時(shí)電流表的示數(shù)如圖（d）所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，示數(shù)為0.30A，因控制電壓表的示數(shù)始終為3V不變，由歐姆定律，電阻；

U＝3V
實(shí)驗(yàn)序號(hào)	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
質(zhì)量m/g	0	200	400	600	800	1000	1200	1400	1600	1800
電流I/A	0.02	0.05	0.1	0.15	0.2	0.25	0.30	0.35	0.40	0.45
電阻Rx/Ω	150	60	30	20	15	12	10	8.57	7.5	6.67

（6）①該壓敏電阻Rx與定值電阻R0為串聯(lián)，因該壓敏電阻受到壓力增大，壓敏電阻變小，由分壓原理，壓敏電阻的電壓變小，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，定值電阻R0的電壓變大，故應(yīng)將電壓表并聯(lián)在R0兩端。

②由圖e知，壓敏電阻與定值電阻串聯(lián)，當(dāng)電壓表示數(shù)為U表＝3V時(shí)，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，壓敏電阻的電壓：，即定值電阻的電壓為壓敏電阻的，由表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)壓敏電阻盤內(nèi)放置1.6kg的物體時(shí)，壓敏電阻大小為

R敏＝7.5Ω，根據(jù)分壓原理，定值電阻的大小為壓敏電阻的2倍，即R0＝2×7.5Ω＝15Ω；

當(dāng)電壓表的示數(shù)為U′表＝2.5V時(shí)，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，壓敏電阻的電壓U′X＝4.5V﹣2.5V＝2V，根據(jù)分壓原理，，，故 R′X＝12Ω，由表中數(shù)據(jù)知，此時(shí)托盤內(nèi)的物體質(zhì)量為1000g。