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變片將力的大小轉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變片組成，且力F越大，應變片彎曲程度越大，應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的電阻約為19Ω，為了準確地測量該阻值，設計了以下實驗，實驗原理圖如圖2所示。

實驗室提供以下器材：

A.定值電阻（R0=5Ω）

B.滑動變阻器（阻值為2Ω，額定功率為）

C.電流表（，內阻r1=1Ω）

D.電流表（，內阻約為5Ω）

E.直流電源（電動勢，內阻約為1Ω）

F.直流電源（電動勢，內阻約為2Ω）

G.開關S及導線若干

（1）當金屬梁沒有受到壓力時，兩應變片的電阻相等，通過兩應變片的電流相等，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，本實驗應選擇的方式為_____________；

（4）在圖3中，將原電路B.C間導線斷開，并將滑動變阻器與原設計的電路A、B、C端的一些端點連接，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3中正確連接電路_______；

（5）結合上述實驗步驟可以得出電阻的表達式為______（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）當金屬梁沒有受到壓力時，兩應變片的電阻相等，通過兩應變片的電流相等，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應選內阻已知的電流表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，本實驗中滑動變阻器阻值較小，且要得到連續可調的多組數據，則應選擇的方式為分壓式；

（4）電路連接如圖；

（5）由歐姆定律可知：