题目内容
5．阅读短文，回答问题：力传感器
常见的一种力传感器由弹簧铜和应变片组成，其结构示意图如图甲所示，弹簧铜右端固定，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1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）若向下力F越小，弹簧钢的弯曲程度越小（大/小），传感器输出的电压U越小（大/小）．
（2）若向下的外力F1时，上、下应变片的电阻分别是R1、R2；外力F2时，上、下应变片的电阻分别是R1′、R2′．若F1＜F2，则R1、R2、R1′、R2′从大到小的排列是B
A．R1＞R2＞R1′＞R2′B．R1′＞R1＞R2＞R2′
C．R1＞R2＞R2′＞R1′D．R1＞R1′＞R2′＞R2
（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（大/小）．
（4）进行温度补偿时，应给下应变片串联的电阻，最合适的是如图2中的A．
（5）当F=0时，由于弹簧钢具有弹性势能，会导致传感器输出的电压不等于0，产生“零误差”，需进行矫正．你的矫正“零误差”的方法是：给下应变片串联一个阻值适当的电阻．
分析 （1）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．
（2）根据应变片的阻值与长度成正比分析R1、R2、R1′、R2′的关系；
（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减低的电阻；
（5）测量时，受所用仪器和测量方法的限制，测量值和真实值之间总会有差别，这就是误差．我们不能消灭误差，但应尽量的减小误差．
解答 解：
（1）压力越大电子秤示数越大，也就是输出的电压越大，所以说传感器输出的电压U随外力F增大而增大；因此若向下的力F越小，弹簧钢的弯曲程度越小，传感器输出的电压U越小．
（2）因为向下用力时，上面的压变片伸长，下面的压变片压缩，因此上面应变片的阻值大于下面应变片的阻值；
又因为压力越大，上面伸长的越长，下面压缩的越段，因此当F1＞F2，则R1、R2、R1′、R2′从大到小的排列R1′＞R1＞R2＞R2′，故B正确；
（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减小，所以应补偿电阻也随温度升高而减小增大，A选项电阻随温度的升高而减小，符合题意；
（5）当弹簧钢具有弹性势能时，会导致传感器输出的电压不等于0，因此当F=0时，由于弹簧钢具有弹性势能；
矫正“零误差”的方法：给下应变片串联一个阻值适当的电阻．
故答案为：（1）小；小；（2）B；（3）小；（4）A；（5）弹性势能；给下应变片串联一个阻值适当的电阻．
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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