Question

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力傳感器在電子秤中的應(yīng)用電子秤所使用的測力裝置是力傳感器．常見的一種力傳感器由彈簧鋼和應(yīng)變片組成，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖甲所示．彈簧鋼右端固定，在其上、下表面各貼一個相同的應(yīng)變片．若在彈簧鋼的自由端施加向下的作用力F，則彈簧鋼發(fā)生彎曲，上應(yīng)變片被拉伸，下應(yīng)變片被壓縮．力越大，彈簧鋼的彎曲程度越大．應(yīng)變片結(jié)構(gòu)如圖乙所示，其中金屬電阻絲的阻值對長度變化很敏感．給上、下金屬電阻絲提供相等且大小不變的電流，上應(yīng)變片兩引線間電壓為U₁，下應(yīng)變片兩引線間電壓為U₂，傳感器把這兩個電壓的差值U（U=U₁-U₂）輸出，用來反映力F的大�。�金屬電阻絲的阻值隨溫度會發(fā)生變化，其變化情況如圖丙所示．為消除氣溫變化對測量精度的影響，需分別在上、下應(yīng)變片金屬電阻絲與引線之間串聯(lián)一只合適的電阻，進行溫度補償．串聯(lián)合適的電阻后，測量結(jié)果不再受溫度影響．

（1）這種力傳感器是將力的大小轉(zhuǎn)換為______（電流/電壓）的裝置．
（2）外力F增大時，下列說法正確的是______．
A．上、下應(yīng)變片金屬電阻絲電阻都增大
B．上、下應(yīng)變片金屬電阻絲電阻都減小
C．上應(yīng)變片金屬電阻絲電阻減小，下應(yīng)變片金屬電阻絲電阻增大
D．上應(yīng)變片金屬電阻絲電阻增大，下應(yīng)變片金屬電阻絲電阻減小
（3）傳感器輸出的電壓U隨外力F增大而______．
（4）進行溫度補償時，應(yīng)給上金屬電阻絲串聯(lián)阻值隨溫度升高而______的電阻，下金屬電阻絲串聯(lián)阻值隨溫度升高而______的電阻．
（5）如果未進行溫度補償，自由端受到相同的力F作用，該傳感器下應(yīng)變片兩端的電壓U₂冬天比夏天______（大/�。�．

Answer 1

【答案】分析：（1）從題目所給信息中可知，傳感器傳輸?shù)氖请妷旱牟钪�，用電壓的差值來反映力F的大�。�
（2）外力F增大時，上應(yīng)變片被拉伸，下應(yīng)變片被壓縮，應(yīng)變片長度發(fā)生變化，可知電阻的變化．
（3）傳感器輸出的電壓表示力F的大小，壓力越大電子秤示數(shù)越大，也就是輸出的電壓越大．
（4）由圖丙可知，金屬電阻絲的阻值隨溫度的增大而增大，所以串聯(lián)的電阻應(yīng)該是隨著溫度的升高而減低的電阻．
（5）冬天溫度低，電阻受溫度的影響比夏天小，所以電阻增加的�。�
解答：解：（1）傳感器把兩個電壓的差值輸出，用來反映力F的大小，所以這種力傳感器是將力的大小轉(zhuǎn)換為電壓的裝置．
（2）外力F增大時，上應(yīng)變片金屬電阻絲長度變大，電阻變大，下應(yīng)變片金屬電阻絲長度變短，電阻變�。�
故選D．
（3）壓力越大電子秤示數(shù)越大，也就是輸出的電壓越大，所以說傳感器輸出的電壓U隨外力F增大而增大．
（4）未進行溫度補償時，金屬電阻絲的阻值隨溫度的增大而增大，所以串聯(lián)的電阻應(yīng)該是隨著溫度的升高而減小的電阻．
（5）冬天比夏天電阻增加的小，所以該傳感器下應(yīng)變片兩端的電壓U₂冬天比夏天�。�
故答案為：（1）電壓；（3）增大；（4）減小；減小；（5）�。�
點評：本題考查歐姆定律的應(yīng)用和影響電阻大小的因素，關(guān)鍵知道影響電阻大小的因素是導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和溫度，難點是根據(jù)題目所給信息結(jié)合我們所學(xué)知識解題．