Question

19．某同学欲自制一台电子秤，通过查阅资料发现电子秤的主要部件为一个压敏电阻（阻值随压力的增大而变小）．请你用下列器材帮助该同学完成设计：
A．电流表A₁：量程0～0.6A，内阻0.125Ω；
B．电流表A₂：量程0～3.0A，内阻0.025Ω；
C．滑动变阻器R₁：最大阻值100Ω；
D．滑动变阻器R₂：最大阻值10Ω；
E．直流电源：电动势约4.5V，内阻很小；
F．开关、导线及砝码若干．
（1）应该选用的电流表是A，滑动变阻器是D．（填写器材前字母的代号）
（2）请根据所选器材在图甲方框中设计一个电路，要求压敏电阻两端电压调节范围尽可能大．
（3）具体的测量步骤如下：
②保持滑片位置不动，在压敏电阻上放一砝码，读出此时电流表的示数；
③不断增加砝码个数，分别读出电流表对应的电流值；
④建立I-m坐标系，根据记录数据进行描点，得到该压敏电阻的m-I图线如图乙所示；若用该电子秤测量物体的质量时，电流表的示数为0.45A，则该物体的质量为2.5kg（结果保留两位有效数字）．

Answer 1

分析 （1）应根据通过电子秤的最大电流来选择电流表量程，通过估算电路中需要的最大电阻来选择变阻器；
（2）应根据实验要求电压调节范围尽可能大可知变阻器应采用分压式接法；
（3）的关键是明确变阻器的输出电压不变，然后读出不同质量时对应的电流，然后画出质量与电流的图象即可求解．

解答 解：（1）由图可知通过电子秤的最大电流为0.6 A，所以电流表应选择A，即A₁；
由于实验要求压敏电阻两端电压调节范围尽可能大，所以变阻器应采用分压式接法，同时，为提高滑动变阻器的效率，要选择电阻值较小的滑动变阻器，所以应选择D，即R₂．
（2）又压敏电阻应与电流表串联，电路图图如图所示：
（3）根据题意，变阻器的输出电压保持不变，测量步骤应为：
①调节滑动变阻器，使通过压敏电阻的电流为某一数值${I}_{0}^{\;}$；
②保持滑片位置不动，在压敏电阻上方放一砝码，读出此时电流表的示数；
③不断增加砝码个数，分别读出电流表对应的电流值；
④建立m-I坐标系，根据记录数据进行描点，用平滑的曲线连接，让尽可能多的点落在这条曲线上；
⑤根据物体放在压敏电阻上所对应的电流值，对应图象读出该物体的质量．
故答案为：（1）A₁，R₁；（2）如图；
（3）根据物体放在压敏电阻上所对应的电流值，对应图象读出该物体的质量为2.5kg．
故答案为：（1）A，D；（2）如图；（3）2.5

点评 应明确：①选择电流表时，通过电流表的最小电流应在量程的$\frac{1}{3}$以上；②应根据电路中需要的最大电阻来选择变阻器；③变阻器采用分压式接法时，若变阻器的全电阻远小于待测电阻，则滑片不变时，变阻器的输出电压基本不变．