Question

压敏电阻的阻值随压力的大小而改变．实验测得压敏电阻的阻值 R 与压力F间的关系如图1所示．
（1）根据图象解答下列问题：
①压敏电阻随压力的增大而______，当压力为2.0N时，压敏电阻的阻值为______Ω．
②当压力为F₁时，压敏电阻的阻值为R₁；当压力为F₂时，压敏电阻的阻值为R₂，那么它们之间的关系式为 =______（用F₁、F₂表示）．
（2）小敏利用压敏电阻的阻值随所受压力变化而变化的性质，设计了判断物体运动状态的装置．其工作原理如图2（a）所示，电源、电流表、定值电阻和压敏电阻连接成一个串联电路，压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个可活动的绝缘球，小车运动状态变化会引起小球对压敏电阻压力大小的变化从而引起电流表示数变化．如图2（b）所示是某次小车向右作直线运动时电流随时间变化图象．图2所示电路中，电源电压为6V，在t₂到t₃的时间段内，小球对压敏电阻压力为3.0N，试求定值电阻R的阻值．

Answer 1

解：（1）①由图1可知，压敏电阻随压力增大而减小，当压力为2.0N时，压敏电阻的阻值为9Ω；
②分析图象中的数据，发现每一组的压力与电阻的乘积是一定的，都是18，
所以电阻R与光强E的关系式为：R=，
故==；
（2）由电路图可知，定值电阻R与压敏电阻串联，电流表测电路中的电流，
由图1可知，压力为3.0N时R_压=6Ω，
由（b）图可知，在t₂到t₃的时间段内I=0.3A，
根据欧姆定律可得，电路中的总电阻：
R_总===20Ω，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴定值电阻R的阻值：
R=R_总-R_压=20Ω-6Ω=14Ω．
答：（1）①减小；9；②；
（2）定值电阻R的阻值为14Ω．
分析：（1）①分析图1，得出压敏电阻R₁与压力F的关系，进而得出当压力为2.0N时压敏电阻的阻值；
②分析图象中的数据可知：压力与电阻的乘积为18．即可得出电阻R与压力F的关系式，进一步求出两电阻之间的关系；
（2）由（a）图可知，定值电阻R与压敏电阻串联，电流表测电路中的电流，由图1读出压力为3.0N时对应的电阻，由（b）图读出电路中的电流，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，根据电阻的串联求出定值电阻R的阻值．
点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是从图象中得出相关的信息，对学生的读图能力要求较高．