Question

【題目】閱讀短文，回答問題： 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(gè)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．

應(yīng)變片采用半導(dǎo)體材料制成，其阻值與長(zhǎng)度成正比．給上、下應(yīng)變片提供相等且恒定不變的電流，上應(yīng)變片兩端電壓為U1 ， 下應(yīng)變片兩端電壓為U2 ， 傳感器把這兩個(gè)電壓的差值U（U=U1﹣U2）輸出，用來反映力F的大小．半導(dǎo)體應(yīng)變片的阻值隨溫度會(huì)發(fā)生變化，其變化情況如圖乙所示．為消除溫度變化對(duì)測(cè)量精度的影響，需分別給上、下應(yīng)變片串聯(lián)一只合適的電阻，進(jìn)行溫度補(bǔ)償．串聯(lián)合適的電阻后，測(cè)量結(jié)果不再受溫度影響．
（1）當(dāng)彈簧鋼沒有受到壓力時(shí)，U= ．
（2）當(dāng)彈簧鋼受力向下彎曲時(shí)，U1 ， U2 ． （選填“變大”、“變小”或“不變”）．
（3）如果未進(jìn)行溫度補(bǔ)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（選填“大”或“小”）．
（4）進(jìn)行溫度補(bǔ)償時(shí)，應(yīng)給下應(yīng)變片串聯(lián)的電阻，最合適的是圖丙中的 ．

Answer 1

【答案】
（1）0
（2）變大；變小
（3）小
（4）A
【解析】解：（1）由題意可知，金屬梁的上、下表面的應(yīng)變片完全相同，即兩應(yīng)變片的電阻相同，且兩應(yīng)變片串聯(lián)在電路中，所以通過兩應(yīng)變片的電流相等，根據(jù)U=IR可知，上應(yīng)變片引線間兩端電壓為U1和下應(yīng)變片引線間兩端電壓為U2相等；即U1=U2 ， U=U1﹣U2=0；（2）當(dāng)金屬梁受力向下彎曲時(shí)，上面金屬電阻絲長(zhǎng)度變大，電阻變大，下面金屬電阻絲長(zhǎng)度變短，電阻變小； 由歐姆定律可知，電壓U=IR，電流一定時(shí)，電阻越大，導(dǎo)體，U1變大，U2變小．壓力越小電子秤示數(shù)越小，也就是輸出的電壓越小，所以說傳感器輸出的電壓U隨外力F減小而減小．（3）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冬天比夏天小．（4）原半導(dǎo)體電阻隨溫度升高而增大，所以應(yīng)補(bǔ)償電阻隨溫度升高而減小，A選項(xiàng)電阻隨溫度的升高而減小，故A正確；
所以答案是：（1）0；（2）變大；變小；（3）小；（4）A．