题目内容
【题目】如图1所示是一种常用的力传感器,它是利用金属电阻应变片将力的大小转换为电阻大小变化的传感器。常用的力传感器由金属梁和应变片组成,且力F越大,应变片弯曲程度越大,应变片的电阻变化就越大,输出的电压差也就越大。已知传感器不受压力时的电阻约为19Ω,为了准确地测量该阻值,设计了以下实验,实验原理图如图2所示。
实验室提供以下器材:
A.定值电阻(R0=5Ω)
B.滑动变阻器(阻值为2Ω,额定功率为)
C.电流表(,内阻r1=1Ω)
D.电流表(,内阻约为5Ω)
E.直流电源(电动势,内阻约为1Ω)
F.直流电源(电动势,内阻约为2Ω)
G.开关S及导线若干
(1)当金属梁没有受到压力时,两应变片的电阻相等,通过两应变片的电流相等,则输出的电压差U________(填“大于零”“小于零”或“等于零”);
(2)图2中①.②为电流表,其中电流表①选_______(填“”或“”),电源选___(填“”或“”);
(3)在供电电路中滑动变阻器有两种连接方式:一种是限流式,另一种是分压式,本实验应选择的方式为_____________;
(4)在图3中,将原电路B.C间导线断开,并将滑动变阻器与原设计的电路A、B、C端的一些端点连接,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3中正确连接电路_______;
(5)结合上述实验步骤可以得出电阻的表达式为______(两电流表的电流分别用、表示)。
【答案】 (1). 等于零 (2).A1 E2 (3)分压式 (4)如图所示:
(5)
【解析】(1)当金属梁没有受到压力时,两应变片的电阻相等,通过两应变片的电流相等,则输出的电压差U等于零;
(2)图2中①.②为电流表,其中电流表①应选内阻已知的电流表A1,这样可知道电压值;电流表最大电流为0.6A,则根据闭合电路欧姆定律:E=I(r+R)=0.6+0.6(5+2)V=4.8V,则电源选E2;
(3)在供电电路中滑动变阻器有两种连接方式:一种是限流式,另一种是分压式,本实验中滑动变阻器阻值较小,且要得到连续可调的多组数据,则应选择的方式为分压式;
(4)电路连接如图;
(5)由欧姆定律可知: