Question

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，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（）

B.滑动变阻器（阻值为，额定功率为）

C.电流表（，内阻）

D.电流表（，内阻约为）

E.直流电源（电动势，内阻约为）

F.直流电源（电动势，内阻约为）

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________（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）等于零 （2） （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， 、相等，则输出的电压差等于零；

（2）图中①要当电压表使用，因此内阻必须已知，选用电流表；压力传感器与并联后总电阻约为。除电源内阻，回路总电阻约为，电流表的满偏电流都为，因此电源电压需要接近于，选电源 ；

（3）滑动变阻器的总阻值约为待测电阻的，用限流式时，电流变化范围太小，因此滑动变阻器接成分压式；

（4）将原电路B、C间导线断开，A、B两端接全阻值，C端接在变阻器的滑动端，如图所示：

（5）由电路图知，通过待测电阻的电流为，加在待测电阻两端的电压为，故待测电阻为。

点睛：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。