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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,下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 (大/小).
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小明想比较阻燃型保温材料和普通保温材料的保温性能.他用厚度相同的两种材料的板材制成大小相同的两只盒子,盒盖上开有插温度计的小孔.首先在阻燃型材料的盒内放一烧杯,烧杯中倒入适量的热水,盖上盖子,测得温度如图所示,并记录温度计示数下降10℃所用的时间t1.然后将烧杯移至普通保温材料的盒内,盖上盖子,记录温度下降10℃所用的时间t2.上述实验再重复做两次.
(1)图示温度计示数为 ℃.
(2)下面是小明设计的实验数据记录表格.
材料 实验次数 | 阻燃型[来源:学.科.网][来源:学科网] | 普通 | ||
温度差T/℃ | A | 温度差T/℃ | B | |
1 | 10 | 10 | ||
2 | 10 | 10 | ||
3 | 10 | 10 |
表格中A处填写的物理量是 ,其单位是 .
(3)小明实验方案中存在明显问题,请你帮他指出来.答: .
(4)小华针对小明方案中存在的问题,对方案进行修改.简要写出修改后正确的实验方案.答: .
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小华做测量灯泡电功率的实验,所用小灯泡额定电压为2.5V.
(1)如图甲所示,用笔画线代替导线,将实验电路连接完整.
(2)当电压表的读数为 V时,小灯泡达到额定功率,此时电流表的示数如图乙所示,其值为 A,小灯泡的额定功率为 W.
(3)实验时闭合开关,两表均有示数,然后将灯泡从灯座中取走,电流表 (有/没有)示数,电压表 (有/没有)示数.
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在研究两个靠近的异名磁极周围磁感线的分布时,几位同学提出了以下四种猜想:
(1)利用所学知识,断定猜想 和 肯定是错误的.你判断的依据是:磁体外部的磁感线都是 .
(2)请设计一个简单实验,验证剩下的两个猜想是否正确.简述你的实验方案.
主要器材: ;简要做法: ;判断方法: .
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如图所示是小明制作的一只模拟调光灯.电源电压为3V,小灯泡额定电压为2.5V.闭合开关,回形针在铅笔芯最右端时,灯泡两端的电压为0.6V,流过灯泡的电流为0.1A.向左移动回形针,小灯泡正常发光时,流过灯泡的电流为0.3A.求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻;
(2)回形针在最右端时,铅笔芯接入电路的电阻;
(3)小灯泡正常发光时,铅笔芯5min内消耗的电能.
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小明健身用的拉力器结构如图所示.他用250N的拉力向下拉动拉杆,使20kg的配重块在 2s内匀速升高40cm.不计拉杆和绳的重力,g取10N/kg.求:
(1)所拉配重块的重力;
(2)2s内配重块运动的速度;
(3)此过程中拉力器的机械效率.
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按题目要求作图:
(1)如图甲所示,排球在空中飞行,画出它所受重力的示意图.
(2)如图乙所示,用笔画线代替导线将电灯和开关接到电路中.
(3)如图丙所示,根据给定的反射光线画出由空气斜射到水面的入射光线.
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小明用托盘天平测量铁块的质量,所用天平的标尺如图所示,最小砝码的质量与标尺最大刻度值相同.测量前,将天平放在水平桌面上,移动游码到标尺的 刻度处,调节平衡螺母,使天平平衡.测量时右盘加入一定量的砝码后,天平的指针偏向左侧,这时铁块的质量
(小于/等于/大于)右盘中砝码的总质量.再加入5g的砝码后,指针偏向右侧.接下来的操作是: ,直至天平平衡.
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在观察水沸腾的实验中,烧杯中装入100mL水,其质量是 kg.已知水的比热容是4.2×103 J/(kg?℃),在标准大气压下,将这些水从20℃加热到沸腾,需要吸收 J的热量.水沸腾后,继续加热,开水的温度 (升高/不变).
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