Question

【题目】阅读短文，回答问题．
压力传感器
压力传感器种类很多，电子秤中测力装置所使用的电阻应变式压力传感器的原理如图1所示，金属梁右端为固定端，左端为自由端，金属梁的上、下表面各紧贴一块相同的应变片，应变片结构如图2所示，它主要是由基地、金属电阻丝和引线等组成，电阻丝固定在基底上，当应变片被拉长时，金属电阻丝同时被拉长，电阻丝的电阻变大，反之，当应变片把压缩时，金属电阻丝变短，电阻丝的电阻变小．
当自由端受到向下的压力F时，金属梁向下弯曲，上应变片被拉长，下应变片被压缩，如果上、下金属电阻丝有大小不变的电流I通过时．上应变片引线间两端电压为U1 ， 下应变片引线间两端电压为U2 ． 传感器可以通过输出两个电压的差值U（U=U1﹣U2）来反映压力F的大小．
请回答下列问题：
（1）当应变片被拉长时，金属电阻丝的电阻或变大，原因是 ．
（2）当金属梁没有受到压力时，由于 ， 所以U1=U2 ， U=0
（3）当金属梁受力向下弯曲时，U1 ， U2（选填“变大”、“变小”或“不变”）

Answer 1

【答案】
（1）导体的长度越大、横截面积越小电阻越大
（2）两应变片的电阻相等，通过两应变片的电流相等
（3）变大；变小
【解析】解：（1）当应变片被拉长时，电阻丝长度变大，横截面积变小，所以电阻变大；（2）由题意可知，金属梁的上、下表面的应变片完全相同，即两应变片的电阻相同，且两应变片串联在电路中，所以通过两应变片的电流相等，根据U=IR可知，上应变片引线间两端电压为U1和下应变片引线间两端电压为U2相等；即U1=U2 ， U=U1﹣U2=0；（3）当金属梁受力向下弯曲时，上面金属电阻丝长度变大，电阻变大，下面金属电阻丝长度变短，电阻变小；由欧姆定律可知，电压U=IR，电流一定时，电阻越大，导体，U1变大，U2变小．
所以答案是：（1）导体的长度越大、横截面积越小电阻越大；（2）两应变片的电阻相等，通过两应变片的电流相等；（3）变大；变小．
【考点精析】解答此题的关键在于理解影响电阻大小的因素的相关知识，掌握决定电阻大小的因素：导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于导体的：材料、长度、横截面积和温度．（电阻与加在导体两端的电压和通过的电流无关），以及对欧姆定律及其应用的理解，了解欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）．