Question

19．某同學(xué)欲自制一臺電子秤，通過查閱資料發(fā)現(xiàn)電子秤的主要部件為一個壓敏電阻（阻值隨壓力的增大而變�。�．請你用下列器材幫助該同學(xué)完成設(shè)計：
A．電流表A₁：量程0～0.6A，內(nèi)阻0.125Ω；
B．電流表A₂：量程0～3.0A，內(nèi)阻0.025Ω；
C．滑動變阻器R₁：最大阻值100Ω；
D．滑動變阻器R₂：最大阻值10Ω；
E．直流電源：電動勢約4.5V，內(nèi)阻很��；
F．開關(guān)、導(dǎo)線及砝碼若干．
（1）應(yīng)該選用的電流表是A，滑動變阻器是D．（填寫器材前字母的代號）
（2）請根據(jù)所選器材在圖甲方框中設(shè)計一個電路，要求壓敏電阻兩端電壓調(diào)節(jié)范圍盡可能大．
（3）具體的測量步驟如下：
②保持滑片位置不動，在壓敏電阻上放一砝碼，讀出此時電流表的示數(shù)；
③不斷增加砝碼個數(shù)，分別讀出電流表對應(yīng)的電流值；
④建立I-m坐標(biāo)系，根據(jù)記錄數(shù)據(jù)進行描點，得到該壓敏電阻的m-I圖線如圖乙所示；若用該電子秤測量物體的質(zhì)量時，電流表的示數(shù)為0.45A，則該物體的質(zhì)量為2.5kg（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）應(yīng)根據(jù)通過電子秤的最大電流來選擇電流表量程，通過估算電路中需要的最大電阻來選擇變阻器；
（2）應(yīng)根據(jù)實驗要求電壓調(diào)節(jié)范圍盡可能大可知變阻器應(yīng)采用分壓式接法；
（3）的關(guān)鍵是明確變阻器的輸出電壓不變，然后讀出不同質(zhì)量時對應(yīng)的電流，然后畫出質(zhì)量與電流的圖象即可求解．

解答 解：（1）由圖可知通過電子秤的最大電流為0.6 A，所以電流表應(yīng)選擇A，即A₁；
由于實驗要求壓敏電阻兩端電壓調(diào)節(jié)范圍盡可能大，所以變阻器應(yīng)采用分壓式接法，同時，為提高滑動變阻器的效率，要選擇電阻值較小的滑動變阻器，所以應(yīng)選擇D，即R₂．
（2）又壓敏電阻應(yīng)與電流表串聯(lián)，電路圖圖如圖所示：
（3）根據(jù)題意，變阻器的輸出電壓保持不變，測量步驟應(yīng)為：
①調(diào)節(jié)滑動變阻器，使通過壓敏電阻的電流為某一數(shù)值${I}_{0}^{\;}$；
②保持滑片位置不動，在壓敏電阻上方放一砝碼，讀出此時電流表的示數(shù)；
③不斷增加砝碼個數(shù)，分別讀出電流表對應(yīng)的電流值；
④建立m-I坐標(biāo)系，根據(jù)記錄數(shù)據(jù)進行描點，用平滑的曲線連接，讓盡可能多的點落在這條曲線上；
⑤根據(jù)物體放在壓敏電阻上所對應(yīng)的電流值，對應(yīng)圖象讀出該物體的質(zhì)量．
故答案為：（1）A₁，R₁；（2）如圖；
（3）根據(jù)物體放在壓敏電阻上所對應(yīng)的電流值，對應(yīng)圖象讀出該物體的質(zhì)量為2.5kg．
故答案為：（1）A，D；（2）如圖；（3）2.5

點評 應(yīng)明確：①選擇電流表時，通過電流表的最小電流應(yīng)在量程的$\frac{1}{3}$以上；②應(yīng)根據(jù)電路中需要的最大電阻來選擇變阻器；③變阻器采用分壓式接法時，若變阻器的全電阻遠(yuǎn)小于待測電阻，則滑片不變時，變阻器的輸出電壓基本不變．