Question

【題目】閱讀短文，回答問題．
壓力傳感器
壓力傳感器種類很多，電子秤中測力裝置所使用的電阻應(yīng)變式壓力傳感器的原理如圖1所示，金屬梁右端為固定端，左端為自由端，金屬梁的上、下表面各緊貼一塊相同的應(yīng)變片，應(yīng)變片結(jié)構(gòu)如圖2所示，它主要是由基地、金屬電阻絲和引線等組成，電阻絲固定在基底上，當(dāng)應(yīng)變片被拉長時(shí)，金屬電阻絲同時(shí)被拉長，電阻絲的電阻變大，反之，當(dāng)應(yīng)變片把壓縮時(shí)，金屬電阻絲變短，電阻絲的電阻變小．
當(dāng)自由端受到向下的壓力F時(shí)，金屬梁向下彎曲，上應(yīng)變片被拉長，下應(yīng)變片被壓縮，如果上、下金屬電阻絲有大小不變的電流I通過時(shí)．上應(yīng)變片引線間兩端電壓為U1 ， 下應(yīng)變片引線間兩端電壓為U2 ． 傳感器可以通過輸出兩個(gè)電壓的差值U（U=U1﹣U2）來反映壓力F的大小．
請回答下列問題：
（1）當(dāng)應(yīng)變片被拉長時(shí)，金屬電阻絲的電阻或變大，原因是 ．
（2）當(dāng)金屬梁沒有受到壓力時(shí)，由于 ， 所以U1=U2 ， U=0
（3）當(dāng)金屬梁受力向下彎曲時(shí)，U1 ， U2（選填“變大”、“變小”或“不變”）

Answer 1

【答案】
（1）導(dǎo)體的長度越大、橫截面積越小電阻越大
（2）兩應(yīng)變片的電阻相等，通過兩應(yīng)變片的電流相等
（3）變大；變小
【解析】解：（1）當(dāng)應(yīng)變片被拉長時(shí)，電阻絲長度變大，橫截面積變小，所以電阻變大；（2）由題意可知，金屬梁的上、下表面的應(yīng)變片完全相同，即兩應(yīng)變片的電阻相同，且兩應(yīng)變片串聯(lián)在電路中，所以通過兩應(yīng)變片的電流相等，根據(jù)U=IR可知，上應(yīng)變片引線間兩端電壓為U1和下應(yīng)變片引線間兩端電壓為U2相等；即U1=U2 ， U=U1﹣U2=0；（3）當(dāng)金屬梁受力向下彎曲時(shí)，上面金屬電阻絲長度變大，電阻變大，下面金屬電阻絲長度變短，電阻變小；由歐姆定律可知，電壓U=IR，電流一定時(shí)，電阻越大，導(dǎo)體，U1變大，U2變小．
所以答案是：（1）導(dǎo)體的長度越大、橫截面積越小電阻越大；（2）兩應(yīng)變片的電阻相等，通過兩應(yīng)變片的電流相等；（3）變大；變小．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解影響電阻大小的因素的相關(guān)知識，掌握決定電阻大小的因素：導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，它的大小決定于導(dǎo)體的：材料、長度、橫截面積和溫度．（電阻與加在導(dǎo)體兩端的電壓和通過的電流無關(guān)），以及對歐姆定律及其應(yīng)用的理解，了解歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時(shí)，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時(shí)，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）．