Question

【題目】貨運交通事故往往是由車輛超載引起的，因此我國交通運輸部對治理貨運超載有著嚴格規定。監測站都安裝有稱重傳感器，圖甲是一種常用的力傳感器，由彈簧鋼和應變片組成，彈簧鋼右端固定，在其上、下表面各貼一個相同的應變片，應變片由金屬制成。若在彈簧鋼的自由端施加一向下的作用力F，則彈簧鋼會發生彎曲，上應變片被拉伸，下應變片被壓縮。力越大，彈簧鋼的彎曲程度越大，應變片的電阻變化就越大，輸出的電壓差ΔU＝|U1－U2|也就越大。已知傳感器不受壓力時的電阻約為19Ω，為了準確地測量該傳感器的阻值，設計了以下實驗，實驗原理圖如圖乙所示。

實驗室提供以下器材：

A．定值電阻R0（R0＝5 Ω）

B．滑動變阻器（最大阻值為2 Ω，額定功率為50 W）

C．電流表A1（0.6 A，內阻r1＝1 Ω）

D．電流表A2（0.6 A，內阻r2約為5 Ω）

E．直流電源E1（電動勢3 V，內阻約為1 Ω）

F．直流電源E2（電動勢6 V，內阻約為2 Ω）

G．開關S及導線若干。

（1）外力F增大時，下列說法正確的是________；

A．上、下應變片電阻都增大

B．上、下應變片電阻都減小

C．上應變片電阻減小，下應變片電阻增大

D．上應變片電阻增大，下應變片電阻減小

（2）圖乙中①、②為電流表，其中電流表①選________（選填“A1”或“A2”），電源選________（選填“E1”或“E2”）；

（3）為了準確地測量該阻值，在圖丙中，將B、C間導線斷開，并將滑動變阻器與原設計電路的A、B、C端中的一些端點連接，調節滑動變阻器，測量多組數據，從而使實驗結果更準確，請在圖丙中正確連接電路______；

（4）結合上述實驗步驟可以得出該傳感器的電阻的表達式為________（A1、A2兩電流表的電流分別用I1、I2表示）。

Answer 1

【答案】D A1 E2

【解析】

(1)[1]外力F增大時，上應變片長度變長，電阻變大，下應變片長度變短，電阻變小

故選D。

(2)[2]題圖乙中的①要當電壓表使用，因此內阻應已知，故應選電流表A1；

[3]因回路總阻值接近11Ω，滿偏電流為0.6A，所以電源電動勢應接近6.6V，故電源選E2。(3)[4]滑動變阻器應采用分壓式接法，將B、C間導線斷開，A、B兩端接全阻值，C端接在變阻器的滑動端，如圖所示。

(4)[5]由題圖乙知，通過該傳感器的電流為I2－I1，加在該傳感器兩端的電壓為I1r1，故該傳感器的電阻為