拓展创新
电阻式触摸屏(图17.4-9甲)是一种传感器,能够适应各种环境条件,包括戴手套操作或使用硬物点击屏幕(如笔尖),在一些需要穿戴防护装备的场合(如化工厂、制药工厂等)被广泛采用。
电阻式触摸屏的基本结构是薄膜加上玻璃,薄膜和玻璃相邻的一面均涂有ITO(纳米铟锡金属氧化物),其横切面如图17.4-9乙所示。当按图17.4-9甲所示触摸操作时,以水平方向为例,其电路结构可等效为图17.4-9丙所示。电源电压不变,薄膜内层的ITO会接触到玻璃外层的ITO,经由感应器传出相应的电信号。触摸屏相当于一条电阻膜片AD,触摸时,触摸点P将电阻膜片AD分为AP、PD两部分。当触摸点P在电阻膜片上左右滑动时,就使得AP、PD两端电压发生变化,变化的电压信号经过转换电路送到处理器,通过运算转化为屏幕上的位置,从而完成点选动作,实现电子设备的触屏操作。

请根据上述材料,回答下列问题。
(1)当导体材料、长度和温度都相同时,导体的横截面积越大,其电阻越小。一根长2 m的电阻丝,若将它从中间剪断,再将这两段电阻丝并排拧在一起,则其电阻比原来电阻丝的电阻(填“大”或“小”)。
(2)当触摸点P在B点时,AB间的电压为$U_1$,流过AB的电流为$I_1$;然后将触摸点P滑动到C点,此时AC间的电压为$U_2$,流过AC的电流为$I_2$,则$U_1$$U_2$,$I_1$$I_2$。(填“>”“<”或“=”)
电阻式触摸屏(图17.4-9甲)是一种传感器,能够适应各种环境条件,包括戴手套操作或使用硬物点击屏幕(如笔尖),在一些需要穿戴防护装备的场合(如化工厂、制药工厂等)被广泛采用。
电阻式触摸屏的基本结构是薄膜加上玻璃,薄膜和玻璃相邻的一面均涂有ITO(纳米铟锡金属氧化物),其横切面如图17.4-9乙所示。当按图17.4-9甲所示触摸操作时,以水平方向为例,其电路结构可等效为图17.4-9丙所示。电源电压不变,薄膜内层的ITO会接触到玻璃外层的ITO,经由感应器传出相应的电信号。触摸屏相当于一条电阻膜片AD,触摸时,触摸点P将电阻膜片AD分为AP、PD两部分。当触摸点P在电阻膜片上左右滑动时,就使得AP、PD两端电压发生变化,变化的电压信号经过转换电路送到处理器,通过运算转化为屏幕上的位置,从而完成点选动作,实现电子设备的触屏操作。
请根据上述材料,回答下列问题。
(1)当导体材料、长度和温度都相同时,导体的横截面积越大,其电阻越小。一根长2 m的电阻丝,若将它从中间剪断,再将这两段电阻丝并排拧在一起,则其电阻比原来电阻丝的电阻(填“大”或“小”)。
(2)当触摸点P在B点时,AB间的电压为$U_1$,流过AB的电流为$I_1$;然后将触摸点P滑动到C点,此时AC间的电压为$U_2$,流过AC的电流为$I_2$,则$U_1$$U_2$,$I_1$$I_2$。(填“>”“<”或“=”)
答案
(1) 小 (2) < ; =
解析
解:
(1) 将长2m的电阻丝从中间剪断后,每段电阻丝长度为1m,再将两段并排拧在一起,此时导体总长度变为1m,横截面积变为原来的2倍,在导体材料、温度均不变的条件下,长度减小、横截面积增大,电阻减小,因此其电阻比原来电阻丝的电阻小。
(2) 由等效电路可知,AP段电阻与PD段电阻串联,电路总电阻为电阻膜片AD的总电阻,保持不变,电源电压不变,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,电路中的电流始终相等,因此$I_1 = I_2$;
触摸点P在B点时,AB的电阻小于P滑动到C点时AC的电阻,串联电路电流处处相等,由$U=IR$可知,$U_1 < U_2$。
(1) 将长2m的电阻丝从中间剪断后,每段电阻丝长度为1m,再将两段并排拧在一起,此时导体总长度变为1m,横截面积变为原来的2倍,在导体材料、温度均不变的条件下,长度减小、横截面积增大,电阻减小,因此其电阻比原来电阻丝的电阻小。
(2) 由等效电路可知,AP段电阻与PD段电阻串联,电路总电阻为电阻膜片AD的总电阻,保持不变,电源电压不变,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,电路中的电流始终相等,因此$I_1 = I_2$;
触摸点P在B点时,AB的电阻小于P滑动到C点时AC的电阻,串联电路电流处处相等,由$U=IR$可知,$U_1 < U_2$。
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