Question

【題目】圖甲所示是大型機(jī)械廠(chǎng)里用來(lái)稱(chēng)重的電子吊秤，其中實(shí)現(xiàn)稱(chēng)重的關(guān)鍵元件是拉力傳感器。其工作原理是：掛鉤上掛上重物，傳感器中拉力敏感電阻絲在拉力作用下發(fā)生形變，其長(zhǎng)度和橫截面積都發(fā)生變化，拉力敏感電阻絲的電阻也隨著發(fā)生變化，再經(jīng)相應(yīng)的測(cè)量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)（電壓或電流），從而完成將所稱(chēng)物體重量變換為電信號(hào)的過(guò)程。

（1）簡(jiǎn)述拉力敏感電阻絲的阻值隨拉力增大而增大的原因_____________。

（2）小明找到一根拉力敏感電阻絲RL，其阻值隨拉力變化的圖象如圖乙所示，再按圖丙所示電路制作了一個(gè)簡(jiǎn)易“吊秤”。電路中電源電動(dòng)勢(shì)E約15V，內(nèi)阻約：靈敏毫安表量程為，

內(nèi)阻約；R是電阻箱，最大阻值是；RL接在A、B兩接線(xiàn)柱之間，通過(guò)光滑絕緣滑環(huán)可將重物吊起，接通電路完成下列操作。

a．滑環(huán)下不吊重物時(shí)，調(diào)節(jié)電阻箱，當(dāng)電流表為某一合適示數(shù)I時(shí)，讀出電阻箱的讀數(shù)R1；

b．滑環(huán)下吊上待測(cè)重物，測(cè)出電阻絲與豎直方向的夾角為；

c，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表的示數(shù)仍為I，讀出此時(shí)電阻箱的讀數(shù)R2，則拉力敏感電阻絲電阻增加量為________________。

（3）設(shè)圖像斜率為k，則待測(cè)重物的重力G的表達(dá)式為_____（用以上測(cè)得的物理量表示），若測(cè)得（， ），R1、R2分別為和，則待測(cè)重物的重力______N（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。

Answer 1

【答案】 電阻絲長(zhǎng)度增加而橫截面積減小，根據(jù)電阻定律可知其阻值增大； ； ； 132

【解析】解：(1)根據(jù)電阻定律有： ，當(dāng)拉力敏感電阻絲隨拉力被拉長(zhǎng)時(shí)，由于電阻絲的長(zhǎng)度增大，則電阻絲的橫截面積減小，所以電阻絲的電阻值將增大；

(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的電路圖可知，電路中沒(méi)有電壓表，不能使用伏安法測(cè)量電阻值的變化，但電路中的電阻箱可以控制電流的變化，若電路中的電流值不變，則電路中的總電阻值也不變，所以在步驟(c)中,可以調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表的示數(shù)仍為I，低處此時(shí)電阻箱的讀數(shù)R2，則拉力敏感電阻絲電阻增加量為；

(3) 開(kāi)始時(shí)滑環(huán)下不吊重物,則有：

當(dāng)掛重力為G的重物后，取AB的中點(diǎn)處的節(jié)點(diǎn)為研究對(duì)象，則此處受到三個(gè)力的作用，在兩個(gè)斜向上的拉力大小相等，與豎直方向之間的夾角也相等，則在豎直方向上：

在圖乙中,設(shè)斜線(xiàn)的斜率為k，截距為b，可得：

聯(lián)立可得：

由圖乙可知：

代入數(shù)據(jù)得：