Question

11．如圖甲（a）所示為測(cè)量血壓的壓力傳感器在工作時(shí)的示意圖，薄金屬片P固定有4個(gè)電阻R₁、R₂、R₃、R₄，右邊如圖甲（b）是它的側(cè)面圖，這4個(gè)電阻如圖乙（a）連接成電路如圖乙（b）所示，試回答：

（1）開(kāi)始時(shí)，金屬片中央O點(diǎn)未加任何壓力，欲使電壓表無(wú)示數(shù)，則4個(gè)電阻應(yīng)滿足的關(guān)系為：R₁R₄=R₂R₃
（2）當(dāng)O點(diǎn)加一個(gè)壓力F后發(fā)生形變，這時(shí)4個(gè)電阻也隨之發(fā)生形變，形變后各電阻大小如何變化：R₁、R₄電阻增大，R₂、R₃減�。�
（3）電阻變化后，電路A、B兩點(diǎn)中A 點(diǎn)電勢(shì)較高．它為什么能測(cè)血壓？
答：R₁、R₄電阻增大，導(dǎo)致A、B兩端電壓增大，所以A點(diǎn)電勢(shì)將高于B點(diǎn)．血壓越高F越大，金屬片形變?cè)酱螅�電阻變化越大，電壓表的示�?shù)越大，從而測(cè)量出人體血壓．．

Answer 1

分析 （1）本題是電路中A、B兩點(diǎn)間電壓與4個(gè)電阻的關(guān)系，由于電壓表的電阻可看作無(wú)窮大，因此本電路是R₁、R₂的串聯(lián)電路與R₃、R₄的串聯(lián)電路并聯(lián)，電壓表測(cè)AB之間的電勢(shì)差值，要使電壓表的示數(shù)為0V，則R₁與R₃兩端的電壓相等、R₃與R₄兩端的電壓相等，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)得出滿足的關(guān)系；
（2）當(dāng)O點(diǎn)加垂直于金屬片的壓力后，金屬片發(fā)生形變，由于電阻是固定在金屬片上的，因此R₁、R₄被拉長(zhǎng)，R₂、R₃被拉寬，根據(jù)電阻定律判斷各電阻的變化；
（3）根據(jù)各電阻的變化分析電勢(shì)降的變化，然后判斷AB兩點(diǎn)的電勢(shì)高低．

解答 解：（1）電壓表無(wú)示數(shù)，則A、B兩點(diǎn)電勢(shì)相等，應(yīng)有R₁與R₃的電壓，R₂與R₄的電壓相等，根據(jù)串聯(lián)電路中電阻分得的電壓與電阻成正比得：
$\frac{{R}_{1}}{{R}_{2}}$=$\frac{{R}_{3}}{{R}_{4}}$
即R₁R₄=R₂R₃．
（2）當(dāng)O點(diǎn)加垂直于金屬片的壓力后，金屬片發(fā)生形變，由于四個(gè)電阻是固定在金屬片上的，因此R₁、R₄被拉長(zhǎng)，R₂、R₃被拉寬，根據(jù)電阻定率，則R₁、R₄增大，R₂、R₃減�。�
（3）R₁、R₄電阻增大，導(dǎo)致A、B兩端電壓增大，所以A點(diǎn)電勢(shì)將高于B點(diǎn)．血壓越高F越大，金屬片形變?cè)酱�，電阻變化越大，電壓表的示�?shù)越大，從而測(cè)量出人體血壓．
故答案為：
（1）R₁R₄=R₂R₃．
（2）R₁、R₄電阻增大，R₂、R₃減�。�
（3）A； R₁、R₄電阻增大，導(dǎo)致A、B兩端電壓增大，所以A點(diǎn)電勢(shì)將高于B點(diǎn)．血壓越高F越大，金屬片形變?cè)酱�，電阻變化越大，電壓表的示�?shù)越大，從而測(cè)量出人體血壓．

點(diǎn)評(píng) 本題實(shí)際上是電橋問(wèn)題，知道電橋平衡時(shí)，AB兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，AB同側(cè)電阻的電壓相等．運(yùn)用歐姆定律、串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)等進(jìn)行研究．