問題詳情:
貨運交通事故往往是由車輛超載引起的,因此我國交通運輸部對治理貨運超載有着嚴格規定。監測站都安裝有稱重傳感器,圖*是一種常用的力傳感器,由*簧鋼和應變片組成,*簧鋼右端固定,在其上、下表面各貼一個相同的應變片,應變片由金屬製成。若在*簧鋼的自由端施加一向下的作用力F,則*簧鋼會發生彎曲,上應變片被拉伸,下應變片被壓縮。力越大,*簧鋼的彎曲程度越大,應變片的電阻變化就越大,輸出的電壓差ΔU=|U1-U2|也就越大。已知傳感器不受壓力時的電阻約爲19Ω,爲了準確地測量該傳感器的阻值,設計了以下實驗,實驗原理圖如圖乙所示。
實驗室提供以下器材:
A.定值電阻R0(R0=5 Ω)
B.滑動變阻器(最大阻值爲2 Ω,額定功率爲50 W)
C.電流表A1(0.6 A,內阻r1=1 Ω)
D.電流表A2(0.6 A,內阻r2約爲5 Ω)
E.直流電源E1(電動勢3 V,內阻約爲1 Ω)
F.直流電源E2(電動勢6 V,內阻約爲2 Ω)
G.開關S及導線若干。
(1)外力F增大時,下列說法正確的是________;
A.上、下應變片電阻都增大
B.上、下應變片電阻都減小
C.上應變片電阻減小,下應變片電阻增大
D.上應變片電阻增大,下應變片電阻減小
(2)圖乙中①、②爲電流表,其中電流表①選________(選填“A1”或“A2”),電源選________(選填“E1”或“E2”);
(3)爲了準確地測量該阻值,在圖*中,將B、C間導線斷開,並將滑動變阻器與原設計電路的A、B、C端中的一些端點連接,調節滑動變阻器,測量多組數據,從而使實驗結果更準確,請在圖*中正確連接電路______;
(4)結合上述實驗步驟可以得出該傳感器的電阻的表達式爲________(A1、A2兩電流表的電流分別用I1、I2表示)。
【回答】
D A1 E2
【詳解】
(1)外力F增大時,上應變片長度變長,電阻變大,下應變片長度變短,電阻變小
故選D。
(2)題圖乙中的①要當電壓表使用,因此內阻應已知,故應選電流表A1;
因迴路總阻值接近11Ω,滿偏電流爲0.6A,所以電源電動勢應接近6.6V,故電源選E2。
(3)滑動變阻器應採用分壓式接法,將B、C間導線斷開,A、B兩端接全阻值,C端接在變阻器的滑動端,如圖所示。
(4)由題圖乙知,通過該傳感器的電流爲I2-I1,加在該傳感器兩端的電壓爲I1r1,故該傳感器的電阻爲
知識點:常見傳感器的工作原理及應用
題型:實驗,探究題