Question

【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）。

Answer 1

【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：