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18.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U(U=U1-U2)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压(填“电流”或“电压”)的装置;
(2)外力F增大时,下列说法正确的是D
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增大而增大;
(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减小的电阻,下金属电阻丝串联阻值随温度升高而减小的电阻;
(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在冬天比夏天小(填“大”或“小”).

分析 (1)从题目所给信息中可知,传感器传输的是电压的差值,用电压的差值来反映力F的大小;
(2)外力F增大时,上应变片被拉伸,下应变片被压缩,应变片长度发生变化,可知电阻的变化;
(3)传感器输出的电压表示力F的大小,压力越大电子秤示数越大,也就是输出的电压越大;
(4)由图丙可知,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低的电阻;
(5)冬天温度低,电阻受温度的影响比夏天小,所以电阻增加的小.

解答 解:(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)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)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)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)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.
故答案为:(1)电压;(2)D;(3)增大;(4)减小;减小;(5)小.

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.

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