题目内容
3．阅读短文，回答问题：力传感器
常见的一种力传感器由弹簧钢和应变片组成，其结构示意图如图甲所示．弹簧钢右端固定，在其上、下表面各贴一个相同的应变片．若在弹簧钢的自由端施加向下的作用力F，则弹簧钢发生弯曲，上应变片被拉伸，下应变片被压缩．
应变片采用半导体材料制成，其阻值与长度成正比．给上、下应变片提供相等且恒定不变的电流，上应变片两端电压为U1，下应变片两端电压为U2，传感器把这两个电压的差值U（U=U1-U2）输出，用来反映力F的大小．半导体应变片的阻值随温度会发生变化，其变化情况如图乙所示．为消除温度变化对测量精度的影响，需分别给上、下应变片串联一只合适的电阻，进行温度补偿．串联合适的电阻后，测量结果不再受温度影响．
（1）当弹簧钢没有受到压力时，U=0．
（2）当弹簧钢受力向下弯曲时，U1变大，U2变小．（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
（3）如果未进行温度补偿，自由端受到相同的力F作用，该传感器下应变片两端的电压U2冬天比夏天小（选填“大”或“小”）．
（4）进行温度补偿时，应给下应变片串联的电阻，最合适的是图丙中的A．
分析 （1）根据串联电路电流的特点结合U=IR分析，以U1=U2，U=0的原因；
（2）外力F增大时，上面金属电阻丝被拉伸，下面金属电阻丝被压缩，电阻丝长度发生变化，可知电阻的变化；在电流相同时，根据U=IR分析，电压随电阻的变化．传感器输出的电压表示力F的大小，压力越大电子秤示数越大，也就是输出的电压越大，压力为零时，电压为零．
（3）冬天温度低，电阻受温度的影响比夏天小，所以电阻增加的小；
（4）半导体物理效应都和温度有关，为了消除温度影响，在要求高的场合都需要进行温度补偿．所以串联的电阻应该是随着温度的升高而增大的电阻．
解答 解：（1）由题意可知，金属梁的上、下表面的应变片完全相同，即两应变片的电阻相同，且两应变片串联在电路中，所以通过两应变片的电流相等，根据U=IR可知，上应变片引线间两端电压为U1和下应变片引线间两端电压为U2相等；即U1=U2，U=U1-U2=0；
（2）当金属梁受力向下弯曲时，上面金属电阻丝长度变大，电阻变大，下面金属电阻丝长度变短，电阻变小；
由欧姆定律可知，电压U=IR，电流一定时，电阻越大，导体，U1变大，U2变小．压力越小电子秤示数越小，也就是输出的电压越小，所以说传感器输出的电压U随外力F减小而减小．
（3）冬天比夏天电阻增加的小，所以该传感器下应变片两端的电压U2冬天比夏天小．
（4）原半导体电阻随温度升高而增大，所以应补偿电阻随温度升高而减小，A选项电阻随温度的升高而减小，故A正确；
故答案为：（1）0；（2）变大；变小；（3）小；（4）A．
点评 本题考查欧姆定律的应用和影响电阻大小的因素，关键知道影响电阻大小的因素是导体的材料、长度、横截面积和温度，难点是根据题目所给信息结合我们所学知识解题
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