Question

【題目】如圖1所示是一種常用的力傳感器，它是利用金屬電阻應(yīng)變片將力的大小轉(zhuǎn)換為電阻大小變化的傳感器。常用的力傳感器由金屬梁和應(yīng)變片組成，且力F越大，應(yīng)變片彎曲程度越大，應(yīng)變片的電阻變化就越大，輸出的電壓差也就越大。已知傳感器不受壓力時(shí)的電阻約為19Ω，為了準(zhǔn)確地測量該阻值，設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)原理圖如圖2所示。

實(shí)驗(yàn)室提供以下器材：

A.定值電阻（R0=5Ω）

B.滑動(dòng)變阻器（阻值為2Ω，額定功率為）

C.電流表（，內(nèi)阻r1=1Ω）

D.電流表（，內(nèi)阻約為5Ω）

E.直流電源（電動(dòng)勢，內(nèi)阻約為1Ω）

F.直流電源（電動(dòng)勢，內(nèi)阻約為2Ω）

G.開關(guān)S及導(dǎo)線若干

（1）當(dāng)金屬梁沒有受到壓力時(shí)，兩應(yīng)變片的電阻相等，通過兩應(yīng)變片的電流相等，則輸出的電壓差U________（填“大于零”“小于零”或“等于零”）；

（2）圖2中①.②為電流表，其中電流表①選_______（填“”或“”），電源選___（填“”或“”）；

（3）在供電電路中滑動(dòng)變阻器有兩種連接方式：一種是限流式，另一種是分壓式，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選擇的方式為_____________；

（4）在圖3中，將原電路B.C間導(dǎo)線斷開，并將滑動(dòng)變阻器與原設(shè)計(jì)的電路A、B、C端的一些端點(diǎn)連接，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，測量多組數(shù)據(jù)，從而使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確，請?jiān)趫D3中正確連接電路_______；

（5）結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟可以得出電阻的表達(dá)式為______（兩電流表的電流分別用、表示）。

Answer 1

【答案】 (1). 等于零 (2).A1 E2 （3）分壓式 （4）如圖所示：

（5）

【解析】（1）當(dāng)金屬梁沒有受到壓力時(shí)，兩應(yīng)變片的電阻相等，通過兩應(yīng)變片的電流相等，則輸出的電壓差U等于零；

（2）圖2中①.②為電流表，其中電流表①應(yīng)選內(nèi)阻已知的電流表A1，這樣可知道電壓值；電流表最大電流為0.6A，則根據(jù)閉合電路歐姆定律：E=I(r+R)=0.6+0.6(5+2)V=4.8V，則電源選E2；

（3）在供電電路中滑動(dòng)變阻器有兩種連接方式：一種是限流式，另一種是分壓式，本實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器阻值較小，且要得到連續(xù)可調(diào)的多組數(shù)據(jù)，則應(yīng)選擇的方式為分壓式；

（4）電路連接如圖；

（5）由歐姆定律可知：