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阅读短文,回答问题:

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U1,下应变片两引线间电压为U2,传感器把这两个电压的差值UUU1U2)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.

(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U2冬天比夏天_____(/)

 

电压 D 增大 减小 小 【解析】 (1)[1]传感器把两个电压的差值输出,用来反映力F的大小,所以这种力传感器是将力的大小转换为电压的装置. (2)[2]外力F增大时,上应变片金属电阻丝长度变大,电阻变大,下应变片金属电阻丝长度变短,电阻变小.故选D. (3)[3]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. (4)[4]未进行温度补偿时,金属电阻丝的阻值随温度的增大而增大,所以串联的电阻应该是随着温度的升高而减小的电阻. (5)[5]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.  
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考点分析:
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在测定小灯泡电功率实验中,电源电压约为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω

(1)连接电路时开关应_______,电流表的量程应选0_______A

(2)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整.

_____________

(3)小叶同学闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数(如图乙所示)________V,若他想测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑片P_________(选填AB”)端移动,使电压表的示数为2.5V

(4)小勇同学移动滑片P,甚至改变电路的有关连接,记下6组对应的电压表和电流表的示数,并把这6组数据以6个点的形式记录在如图丙所示的坐标中,根据坐标中的信息,可计算出小灯泡的额定功率是_________W

(5)由小勇同学的实验记录,我们可以发现小勇同学在做实验时,出现了_______错误,并且造成了____________的损坏.

 

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如图甲是某实验小组探究电流与电压、电阻关系的电路图,使用的实验器材有:电压为6V的电源.电流表、电压表各一个、开关一个.10Ω15Ω30Ω的定值电阻各一个,规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器一个,导线若干.

l)探究电流与电压的关系时,所测得的几组电流、电压值如表1所示.在第2次实验中,电流表表的示数如图乙所示,则通过电阻的电流为_____.根据表1数据可得到结论:_____

实验次数
 

1
 

2
 

3
 

电压U/V
 

1.0
 

1.5
 

2.0
 

电流I/A
 

0.2
 

0.4
 


 

 

 

2)探究电流与电阻的关系时,所测得的几组电流、电阻值如表2所示

实验次数
 

1
 

2
 

3
 

电阻R/Ω
 

5
 

10
 

15
 

电流I/A
 

0.6
 

0.3
 

0.24
 

 

 

由于操作不当,导致一组数据存在错误,请判断第_____次实验的数据存在错误.产生错误的原因是_____,正确的数据应该是_____A

纠正错误以后,该小组用30Ω的电阻替换15Ω的电阻进行了第4次实验,发现实验无法进行下去,为完成第4次实验,同学们提出了下列解决方案,其中正确的是________

A.将电压表的量程换为015V  

B.更换最大阻值大于或等于30Ω的滑动变阻器

C.换成电压为12V的电源     

D.可将定值电阻两端的电压调为1.5V

 

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小文学习了燃料的热值后,自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系.他实验时组装了如图所示的装置,并每隔1分钟记录了杯中水的温度(见下表)

加热的时间/min

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

甲杯水温/℃

25

27

29

32

34

36

38

40

42

44

乙杯水温/℃

25

26

27

28

29

30

31

31

33

34

 

 

 

 

 

 

(1)为了保证实验结论的可靠,在实验时应控制两套装置中的烧杯和环境温度,水的初温完全相同外,还应该控制相同的量有______

(2)除了图示的器材外,本实验还需要的测量工具有_____________

(3)通过表中记录的数据,你认为煤油和食用油两种燃料中,热值较大的是__________

 

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甲、乙两个导体并联在电路中,如图所示.若甲导体的电阻为12Ω,电源的电压是6V,且电路中的总电流为0.9A.求:

(1)通过导体甲的电流;

(2)导体乙的电阻.

(3)导体甲的电功率

(4)通电5分钟电路消耗的总电能是多少?

 

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如图所示的电路,电源电压为12 V且保持不变。R1=8 ΩR3=14 Ω。求:

1)当S1闭合、S2断开时,电流表A的示数为1.2 A。则R2的阻值多大?

2)当S1S2均闭合时,电流表A的示数多大?

3)当S1S2均断开时,电压表V1V2的示数多大?

 

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