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力传感器在电子秤中的应用电子秤所使用的测力装置是力传感器.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.力越大,弹簧钢的弯曲程度越大.应变片结构如图乙所示,其中金属电阻丝的阻值对长度变化很敏感.给上、下金属电阻丝提供相等且大小不变的电流,上应变片两引线间电压为U
1,下应变片两引线间电压为U
2,传感器把这两个电压的差值U(U=U
1-U
2)输出,用来反映力F的大小.金属电阻丝的阻值随温度会发生变化,其变化情况如图丙所示.为消除气温变化对测量精度的影响,需分别在上、下应变片金属电阻丝与引线之间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)这种力传感器是将力的大小转换为______(电流/电压)的装置.
(2)外力F增大时,下列说法正确的是______.
A.上、下应变片金属电阻丝电阻都增大
B.上、下应变片金属电阻丝电阻都减小
C.上应变片金属电阻丝电阻减小,下应变片金属电阻丝电阻增大
D.上应变片金属电阻丝电阻增大,下应变片金属电阻丝电阻减小
(3)传感器输出的电压U随外力F增大而______.
(4)进行温度补偿时,应给上金属电阻丝串联阻值随温度升高而______的电阻,下金属电阻丝串联阻值随温度升高而______的电阻.
(5)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U
2冬天比夏天______(大/小).
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随着人们生活水平的不断提高,各种小汽车已经走进我们的家庭.仔细观察和思考,可以发现小汽车的一些设计和使用过程中的许多现象都与物理知识有关,请你用学过的物理知识解答下面的问题:
(1)小汽车的外形设计成流线型(如图所示),当小汽车在水平路面上高速行驶时对路面的压力比静止时______(选填“增大”、“减小”或“不变”),其原因是______.
(2)汽车发动机工作时,缸体的温度很高,为确保发动机正常工作,需对缸体进行冷却.汽车发动机常用水作为冷却剂,这主要利用了水的______的特性.若汽车的水箱中装有10kg水,当水温升高50℃时吸收的热量是______J[c
水=4.2×10
3J/].
(3)你还发现小汽车的哪些设计和使用过程中的哪些现象与物理知识有关?试举一例(要求写出设计或现象,以及所涉及的物理知识).
示例:设计或现象:汽车的轮胎表明有花纹.
涉及的物理知识:接触表明越粗糙,摩擦力越大.
设计或现象:______.涉及的物理知识:______.
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