阅读短文,回答问题.压力传感器压力传感器种类很多,电子秤中测力装置所使用的电阻应变式压力传感器的原理如图1所示,金属梁右端为固定端,左端为自由端,金属梁的上、下表面各紧贴一块相同的应变片,应变片结构如图2所示,它主要是由基地、金属电阻丝和引线等组成,电阻丝固定在基底上,当应变片被拉长时,金属电阻丝同时被拉长,电阻丝的电阻变大,反之,当应变片把压缩时,金属电阻丝变短,电阻丝的电阻变小.当自由端受到向下的压力F时,金属梁向下弯曲,上应变片被拉长,下应变片被压缩,如果上、下金属电阻丝有大小不变的电流I通过时.上应变片引线间两端电压为U1,下应变片引线间两端电压为U2.传感器可以通过输出两个电压的差值U(U=U1-U2)来反映压力F的大小.请回答下列问题: (1)当应变片被拉长时,金属电阻丝的电阻或变大,原因是___.(2)当金属梁没有受到压力时,由于___,所以U1=U2,U=0(3)当金属梁受力向下弯曲时,U1___,U2___(选填“变大”、“变小”或“不变”) 物理
网友回答
【答案】 (1)当应变片被拉长时,电阻丝长度变大,横截面积变小,所以电阻变大;(2)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;(3)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.故答案为:(1)导体的长度越大、横截面积越小电阻越大;(2)两应变片的电阻相等,通过两应变片的电流相等;(3)变大;变小.
【问题解析】
(1)电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积及温度有关,材料相同、横截面积相同,导体越长,电阻越大;(2)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;(3)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. 名师点评 本题考点 影响电阻大小的因素 欧姆定律的应用 考点点评 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.
【本题考点】
影响电阻大小的因素 欧姆定律的应用 考点点评 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.