Question

【题目】货运交通事故往往是由车辆超载引起的，因此我国交通运输部对治理货运超载有着严格规定。监测站都安装有称重传感器，图甲是一种常用的力传感器，由弹簧钢和应变片组成，弹簧钢右端固定，在其上、下表面各贴一个相同的应变片，应变片由金属制成。若在弹簧钢的自由端施加一向下的作用力F，则弹簧钢会发生弯曲，上应变片被拉伸，下应变片被压缩。力越大，弹簧钢的弯曲程度越大，应变片的电阻变化就越大，输出的电压差ΔU＝|U1－U2|也就越大。已知传感器不受压力时的电阻约为19Ω，为了准确地测量该传感器的阻值，设计了以下实验，实验原理图如图乙所示。

实验室提供以下器材：

A．定值电阻R0（R0＝5 Ω）

B．滑动变阻器（最大阻值为2 Ω，额定功率为50 W）

C．电流表A1（0.6 A，内阻r1＝1 Ω）

D．电流表A2（0.6 A，内阻r2约为5 Ω）

E．直流电源E1（电动势3 V，内阻约为1 Ω）

F．直流电源E2（电动势6 V，内阻约为2 Ω）

G．开关S及导线若干。

（1）外力F增大时，下列说法正确的是________；

A．上、下应变片电阻都增大

B．上、下应变片电阻都减小

C．上应变片电阻减小，下应变片电阻增大

D．上应变片电阻增大，下应变片电阻减小

（2）图乙中①、②为电流表，其中电流表①选________（选填“A1”或“A2”），电源选________（选填“E1”或“E2”）；

（3）为了准确地测量该阻值，在图丙中，将B、C间导线断开，并将滑动变阻器与原设计电路的A、B、C端中的一些端点连接，调节滑动变阻器，测量多组数据，从而使实验结果更准确，请在图丙中正确连接电路______；

（4）结合上述实验步骤可以得出该传感器的电阻的表达式为________（A1、A2两电流表的电流分别用I1、I2表示）。

Answer 1

【答案】D A1 E2

【解析】

(1)[1]外力F增大时，上应变片长度变长，电阻变大，下应变片长度变短，电阻变小

故选D。

(2)[2]题图乙中的①要当电压表使用，因此内阻应已知，故应选电流表A1；

[3]因回路总阻值接近11Ω，满偏电流为0.6A，所以电源电动势应接近6.6V，故电源选E2。(3)[4]滑动变阻器应采用分压式接法，将B、C间导线断开，A、B两端接全阻值，C端接在变阻器的滑动端，如图所示。

(4)[5]由题图乙知，通过该传感器的电流为I2－I1，加在该传感器两端的电压为I1r1，故该传感器的电阻为