Question

【題目】圖甲所示是大型機(jī)械廠里用來(lái)稱重的電子吊秤，其中實(shí)現(xiàn)稱重的關(guān)鍵元件是拉力傳感器。其工作原理是：掛鉤上掛上重物，傳感器中拉力敏感電阻絲在拉力作用下發(fā)生形變，拉力敏感電阻絲的電阻也隨著發(fā)生變化，再經(jīng)相應(yīng)的測(cè)量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)（電壓或電流），從而完成將所稱物體重量變換為電信號(hào)的過(guò)程。

（1）簡(jiǎn)述拉力敏感電阻絲的阻值隨拉力變化的原因_______________________________。

（2）小明找到一根拉力敏感電阻絲RL，其阻值隨拉力變化的圖像如圖乙所示，再按圖丙所示電路制作了一個(gè)簡(jiǎn)易“吊秤”。電路中電源電動(dòng)勢(shì)E約15V，內(nèi)阻約2Ω；靈敏毫安表量程為10mA，內(nèi)阻約5Ω；R是電阻箱，最大阻值是9999Ω；RL接在A、B兩接線柱上，通過(guò)光滑絕緣滑環(huán)可將重物吊起，接通電路完成下列操作。

a．滑環(huán)下不吊重物時(shí)，調(diào)節(jié)電阻箱，當(dāng)電流表為某一合適示數(shù)I時(shí)，讀出電阻箱的讀數(shù)R1；

b．滑環(huán)下吊上待測(cè)重物，測(cè)出電阻絲與豎直方向的夾角為θ；

c．調(diào)節(jié)電阻箱，使_______，讀出此時(shí)電阻箱的讀數(shù)R2；

d．算得圖乙直線的斜率k和截距b；

則待測(cè)重物的重力G的表達(dá)式為G=_____（用以上測(cè)得的物理量表示），測(cè)得θ=53°（sin53°=0.8，cos53°=0.6），R1、R2分別為1052Ω和1030Ω，結(jié)合乙圖信息，可得待測(cè)重物的重力G=_____N（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。

（3）針對(duì)小明的設(shè)計(jì)方案，為了提高測(cè)量重量的精度，你認(rèn)為下列措施可行的是____________。

A．將毫安表?yè)Q成量程不同，內(nèi)阻更小的毫安表

B．將毫安表?yè)Q成量程為10μA的微安表

C．將電阻箱換成精度更高的電阻箱

D．適當(dāng)增大A、B接線柱之間的距離

Answer 1

【答案】 （1）電阻絲受拉力時(shí)，長(zhǎng)度增加而橫截面積減小，根據(jù)電阻定律知其阻值增大。 （2）電流表的示數(shù)仍為I； ； 132N （3）CD

【解析】(1) 電阻絲受拉力時(shí)，長(zhǎng)度增加而橫截面積減小，根據(jù)電阻定律知其阻值增大；

(2)根據(jù)等效替代法測(cè)電阻，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表的示數(shù)仍為I；

由其阻值隨拉力變化的圖像可得，由平衡條件得，由等效替代法測(cè)電阻得，聯(lián)立解得，可得待測(cè)重物的重力；

(3) 為了提高測(cè)量重量的精度，將電阻箱換成精度更高的電阻箱，適當(dāng)增大A、B接線柱之間的距離，根據(jù)閉合電路歐姆定理得電流只有幾毫安，所以不能將毫安表?yè)Q成量程為10μA的微安表，或不能將毫安表?yè)Q成其他量程，故選CD。