导体或半导体材料在外力作用下产生机械形变时,其电阻值发生相应变化,这种现象称为应变电阻效应.图甲所示,用来称重的电子吊秤,就是利用了这个应变效应.电子吊秤实现称重的关键元件是拉力传感器.其工作原理是:挂钩上挂上重物,传感器中拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生微小形变(宏观上可认为形状不变),拉力敏感电阻丝的电阻也随着发生变化,再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号(电压或电流),从而完成将所称物体重量变换为电信号.
物理小组找到一根拉力敏感电阻丝RL,其阻值随拉力F变化的图象如图乙所示,小组按图丙所示电路制作了一个简易“吊秤”.电路中电源电动势E=3V,内阻r=1Ω;灵敏毫安表量程为10mA,内阻Rg=50Ω;R1是可变电阻器,A、B两接线柱等高且固定.现将这根拉力敏感电阻丝套上轻质光滑绝缘环,将其两端接在A、B两接线柱之间固定不动.通过光滑绝缘滑环可将重物吊起,不计敏感电阻丝重力,现完成下列操作步骤:
步骤a.滑环下不吊重物时,闭合开关调节可变电阻R1使毫安表指针满偏;
步骤b.滑环下吊上已知重力的重物G,测出电阻丝与竖直方向的夹角为θ;
步骤c.保持可变电阻R1接入电路电阻不变,读出此时毫安表示数I;
步骤d.换用不同已知重力的重物,挂在滑环上记录每一个重力值对应的电流值;
步骤e:将电流表刻度盘改装为重力刻度盘.
(1)试写出敏感电阻丝上的拉力F与重物重力G的关系式F=____ ;
(2)设R-F图象斜率为k,试写出电流表示数I与待测重物重力G的表达式I=___ (用E、r、R1、Rg、R0、k、θ表示);
(3)若R-F图象中R0=100Ω,k=0.5Ω/N,测得θ=60°,毫安表指针半偏,则待测重物重力G=___ N;
(4)关于改装后的重力刻度盘,下列说法正确的是( )
A.重力零刻度线在电流表满刻度处,刻度线均匀
B.重力零刻度线在电流表零刻度处,刻度线均匀
C.重力零刻度线在电流表满刻度处,刻度线不均匀
D.重力零刻度线在电流表零刻度处,刻度线不均匀
(5)若电源电动势不变,内阻变大,其他条件不变,用这台“简易吊秤”称重前,进行了步骤a操作;则测量结果___ (填“偏大”、“偏小”或“不变”).
物理小组找到一根拉力敏感电阻丝RL,其阻值随拉力F变化的图象如图乙所示,小组按图丙所示电路制作了一个简易“吊秤”.电路中电源电动势E=3V,内阻r=1Ω;灵敏毫安表量程为10mA,内阻Rg=50Ω;R1是可变电阻器,A、B两接线柱等高且固定.现将这根拉力敏感电阻丝套上轻质光滑绝缘环,将其两端接在A、B两接线柱之间固定不动.通过光滑绝缘滑环可将重物吊起,不计敏感电阻丝重力,现完成下列操作步骤:
步骤a.滑环下不吊重物时,闭合开关调节可变电阻R1使毫安表指针满偏;
步骤b.滑环下吊上已知重力的重物G,测出电阻丝与竖直方向的夹角为θ;
步骤c.保持可变电阻R1接入电路电阻不变,读出此时毫安表示数I;
步骤d.换用不同已知重力的重物,挂在滑环上记录每一个重力值对应的电流值;
步骤e:将电流表刻度盘改装为重力刻度盘.
(1)试写出敏感电阻丝上的拉力F与重物重力G的关系式F=
(2)设R-F图象斜率为k,试写出电流表示数I与待测重物重力G的表达式I=
(3)若R-F图象中R0=100Ω,k=0.5Ω/N,测得θ=60°,毫安表指针半偏,则待测重物重力G=
(4)关于改装后的重力刻度盘,下列说法正确的是
A.重力零刻度线在电流表满刻度处,刻度线均匀
B.重力零刻度线在电流表零刻度处,刻度线均匀
C.重力零刻度线在电流表满刻度处,刻度线不均匀
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(5)若电源电动势不变,内阻变大,其他条件不变,用这台“简易吊秤”称重前,进行了步骤a操作;则测量结果
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更新时间:2019-03-31 15:24:19
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【推荐1】某研究性学习小组利用压敏电阻制作电子秤。已知压敏电阻在压力作用下发生微小形变,它的电阻也随之发生变化,其阻值R随压力F变化的图像如图(a)所示,其中R0=15Ω,图像斜率k=1.4Ω/N。小组同学按图(b)所示电路制作了一个简易电子秤(秤盘质量不计),电路中电源电动势E=3.5V,内阻未知,电流表量程为10mA,内阻RA=18Ω,g取10m/s2。实验步骤如下:
(1)实验有下列一些步骤,则最合理的步骤为________ 。
①秤盘上放置已知重力的重物G,保持滑动变阻器电阻接入电阻不变;读出此时毫安表示数I;
②换用不同已知质量的重物,记录每一个质量值对应的电流值;
③秤盘上不放重物时,闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表指针满偏;
④将电流表刻度盘改装为质量刻度盘。
(2)实验时发现电流表量程偏小,根据需要将其量程扩大为100mA,则应该给该电流表________ (填“串联”或“并联”)阻值为________ Ω的电阻。
(3)用改装后的电流表进行操作,若电流表示数20mA,则待测重物质量m=_______ kg。(结果保留2位有效数字)
(4)电流表表盘改动后,正确的刻线及0刻度位置最合理的是______ 。
A. B.
C. D.
(5)若电源电动势不变,内阻变大,其他条件不变,用这台电子秤称重前,进行了步骤③的操作,则测量结果________ (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(1)实验有下列一些步骤,则最合理的步骤为
①秤盘上放置已知重力的重物G,保持滑动变阻器电阻接入电阻不变;读出此时毫安表示数I;
②换用不同已知质量的重物,记录每一个质量值对应的电流值;
③秤盘上不放重物时,闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表指针满偏;
④将电流表刻度盘改装为质量刻度盘。
(2)实验时发现电流表量程偏小,根据需要将其量程扩大为100mA,则应该给该电流表
(3)用改装后的电流表进行操作,若电流表示数20mA,则待测重物质量m=
(4)电流表表盘改动后,正确的刻线及0刻度位置最合理的是
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【推荐2】如图1所示是“探究小车速度随时间变化的规律”实验装置图,该装置同时也可以完成“探究物体加速度与质量、力的关系”。
(1)用该装置完成“探究小车速度随时间变化的规律”实验时,下面说法正确的是________ (单选)
A.图中打点计时器应使用8V左右的交流电源
B.实验时必须通过调节轨道左端的滑轮以让细线和轨道平行
C.实验时必须把轨道右端抬高以补偿阻力,但不需要满足槽码的质量远小于小车的质量
D.为了提高实验的精度,本实验需要改变车中砝码的个数以改变运动小车的质量,获得多组数据
(2)某同学利用如图1所示的装置进行“探究小车速度随时间变化的规律”的实验,实验中重物始终未落地,最后得到了如图2所示的速度—时间图像,根据图像可以分析出在实验操作中可能存在的问题是_____ (单选)
A.实验中没有补偿阻力 B.实验中没有满足小车质量远大于槽码质量
C.实验中先让释放小车后打开打点计时器 D.实验中未保持细线和轨道平行
(3)某同学利用上述实验装置进行“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。实验中按规范操作打出的一条纸带的一部分如图3。从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出各计数点到“A”的距离(单位:cm)。取“A”计数点为时刻,作出“”如图4所示,则由图像可得其加速度为________ m/s2(保留两位有效数字)
(4)在“探究物体加速度与质量、力的关系”实验中,为了提高实验精度,某同学通过合理的操作使用力传感器(图5)来测量绳子拉力,下面有关实验操作中说法正确的是________ (单选)
A.实验操作中不需要槽码的质量远小于小车的质量
B.实验操作中不需要细线和轨道平行
C.实验操作中不需要补偿阻力
D.实验操作中不需要多次改变小车的质量以获得多组数据
(5)该同学为了研究力传感器的原理,查阅相关原理,发现力传感器内部的核心结构是如图6所示的装置,四个电阻贴在右侧固定的弹性梁上。其主要原理是在弹性梁左侧施加外力时,弹性梁发生形变,引起贴在弹性梁上的四个电阻形状发生改变,引起电阻值大小发生变化,使输出的电压发生变化,把力学量转化为电学量。其电路简化图如图7所示。施加如图6所示的外力,若要两点输出的电压尽量大,则图7中处电阻应为__________ (填“”或者“”)
(1)用该装置完成“探究小车速度随时间变化的规律”实验时,下面说法正确的是
A.图中打点计时器应使用8V左右的交流电源
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【推荐3】力传感器,它通过敏感元件把待测力这一物理量转化为相应的电信号来进行测量.地磅是设置在地面上的大磅秤,是厂矿、商家等用于大宗货物计量的主要称质量设备.如图甲、乙所示是某小型地磅结构图和电路图,其中是压敏电阻,质量的秤台平放在压敏电阻上,被称货物放在秤台上,已知电路中电源电动势为22V、内电阻,电流表量程为0.3A、内阻,滑动变阻器的最大阻值为.如图丙是压敏电阻的阻值随压力变化的曲线.某设计人员对电流表上刻度重新赋值,使之能够从表盘上直接读出秤台上货物的质量,他先后进行了以下操作.重力加速度。
(1)断开开关S,撤去秤台上的货物,把多用电表的旋钮旋到欧姆挡“×10”挡,通过正确调零后,用红、黑表笔接在压敏电阻两端,多用电表的表针指到如图丁所示位置,则压敏电阻此时的电阻值为_____ 。
(2)闭合开关S,设计人员通过调节滑动变阻器,使电流表读数为0.10A,并在此处标注为0kg,则此时滑动变阻器接入电路的电阻值为__________ ;2500kg应标注在_________ 处(计算结果保留2位有效数字)。
(3)设计人员按上述操作逐个刻度赋值后,经长时间使用,发现电池的电动势略有减小、内电阻有所增大,他重新调节滑动变阻器;使秤台空载时电流表读数仍为0.10A,然后再去测量货物的质量。你认为现在的测量值相比货物真实质量_________ 。(选填“偏大”“偏小”或“不变”)
(1)断开开关S,撤去秤台上的货物,把多用电表的旋钮旋到欧姆挡“×10”挡,通过正确调零后,用红、黑表笔接在压敏电阻两端,多用电表的表针指到如图丁所示位置,则压敏电阻此时的电阻值为
(2)闭合开关S,设计人员通过调节滑动变阻器,使电流表读数为0.10A,并在此处标注为0kg,则此时滑动变阻器接入电路的电阻值为
(3)设计人员按上述操作逐个刻度赋值后,经长时间使用,发现电池的电动势略有减小、内电阻有所增大,他重新调节滑动变阻器;使秤台空载时电流表读数仍为0.10A,然后再去测量货物的质量。你认为现在的测量值相比货物真实质量
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(0.4)
【推荐1】某同学想利用压敏电阻设计一个测量压力大小的装置。实验室有如下器材供选择:
A.压敏电阻(电阻—压力特性曲线如图甲所示)
B.定值电阻
C.滑动变阻器
D.电压表V(量程,内阻)
E.直流电源(电动势,内阻很小)
F.开关S,导线若干
(1)设计一个可以测量压力大小的装置,要求测量范围为,在图乙的虚线框中画出该装置的实验电路原理图;( )
(2)请根据你所设计的电路,写出压力大小与电压表读数的关于的函数表达式(用字母表示);( )
(3)正确接线后,将压敏电阻置于待测压力下,某次测试时电压表的示数如图丙所示,则电压表的读数为___________ V。此时压敏电阻的阻值为___________ ;结合图甲可知待测压力的大小___________ N。
A.压敏电阻(电阻—压力特性曲线如图甲所示)
B.定值电阻
C.滑动变阻器
D.电压表V(量程,内阻)
E.直流电源(电动势,内阻很小)
F.开关S,导线若干
(1)设计一个可以测量压力大小的装置,要求测量范围为,在图乙的虚线框中画出该装置的实验电路原理图;
(2)请根据你所设计的电路,写出压力大小与电压表读数的关于的函数表达式(用字母表示);
(3)正确接线后,将压敏电阻置于待测压力下,某次测试时电压表的示数如图丙所示,则电压表的读数为
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【推荐2】随着全世界开始倡导低碳经济的发展,电动自行车已越来越受到大家的青睐。电动车,即电力驱动车,又名电驱车。电动车分为交流电动车和直流电动车。通常说的电动车是以电池作为能量来源,通过控制器、电机等部件,将电能转化为机械能运动,以控制电流大小改变速度的车辆。第一辆电动车于1881年制造出来,发明人为法国工程师古斯塔夫•特鲁夫,这是一辆用铅酸电池为动力的三轮车,由直流电机驱动,时至今日,电动车已发生了巨大变化,类型也变得多种多样。爱思考的小东同学对电动车十分好奇,设计了如下实验。
(1)小东同学为了测量某种型号的电动车的电动势与内阻,先从电动车上取下电池,在实验室设计了实验电路。提供的器材有:
A.电动车电池一组,电动势约为12V,内阻未知
B.直流电流表量程300mA,内阻很小
C.电阻箱R,阻值范围为0〜999.9
D.定值电阻R0,阻值为几欧姆
E.导线和开关
①请你在图1为小东同学设计合理的实验电路;___________
②当他闭合开关时发现,无论怎样调节电阻箱,电流表都没有示数,反复检查后发现电路连接完好,估计是某一元件损坏,因此他拿来多用电表检查故障,他的操作如下:
1、断开电源开关S
2、将多用表选择开关置于挡,调零后,红黑表笔分别接R0两端,读数为70
3、将多用表选择开关置于挡,调零后,将红黑表笔分别接电阻箱两端,发现指针读数如图2所示,则所测阻值为___________ ,然后又用多用电表分别对电源和开关进行检测,发现电源和开关均完好。由以上操作可知, 发生故障的元件是___________ (2)霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器,用它可以检测磁场及其变化,广泛应用于测量和自动控制等领域。在电动自行车中有多处用了霍尔传感器,最典型的是测速、调速转把、断电刹把以及电动车无刷电机和霍尔助力传感器等。实验表明,铜以及大多数金属的导电物质是带负电荷的电子,但锌中的导电物质带的是正电。小东同学对该型号的电动车内部的霍尔元件进行了研究。霍尔元件的原理图如图3所示,若制作霍尔元件的材料使用的是锌,通入如图所示的电流后,若保证其他条件不变,增大c时,上、下表面间的电压UH将___________ (填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)有一天,小东同学坐出租车时,司机因口渴把车停到路边,跑到超市买了一瓶水,回来只要一扭钥匙,汽车就启动了,爱思考的小东同学对此感到很好奇,通过百度查询,得知这里面的原理是刚学不久的自感现象!为了把原理说明白,小东设计了如图4电路:如图所示,电池电动势为E、内阻可以忽略不计,L是一个匝数很多且有铁芯的线圈,其直流电阻为r,a、b之间的定值电阻阻值为R。然后小明设想了这样一组操作过程:先将开关S接通,电路稳定后,断开S。
①断开S瞬间,线圈L相当于电源,其电动势的大小为___________ 。
②若R不是一个定值电阻,而是两个彼此靠近的金属电极,试说明断开S瞬间,两电极间产生电火花的原因___________ 。
(1)小东同学为了测量某种型号的电动车的电动势与内阻,先从电动车上取下电池,在实验室设计了实验电路。提供的器材有:
A.电动车电池一组,电动势约为12V,内阻未知
B.直流电流表量程300mA,内阻很小
C.电阻箱R,阻值范围为0〜999.9
D.定值电阻R0,阻值为几欧姆
E.导线和开关
①请你在图1为小东同学设计合理的实验电路;
②当他闭合开关时发现,无论怎样调节电阻箱,电流表都没有示数,反复检查后发现电路连接完好,估计是某一元件损坏,因此他拿来多用电表检查故障,他的操作如下:
1、断开电源开关S
2、将多用表选择开关置于挡,调零后,红黑表笔分别接R0两端,读数为70
3、将多用表选择开关置于挡,调零后,将红黑表笔分别接电阻箱两端,发现指针读数如图2所示,则所测阻值为
(3)有一天,小东同学坐出租车时,司机因口渴把车停到路边,跑到超市买了一瓶水,回来只要一扭钥匙,汽车就启动了,爱思考的小东同学对此感到很好奇,通过百度查询,得知这里面的原理是刚学不久的自感现象!为了把原理说明白,小东设计了如图4电路:如图所示,电池电动势为E、内阻可以忽略不计,L是一个匝数很多且有铁芯的线圈,其直流电阻为r,a、b之间的定值电阻阻值为R。然后小明设想了这样一组操作过程:先将开关S接通,电路稳定后,断开S。
①断开S瞬间,线圈L相当于电源,其电动势的大小为
②若R不是一个定值电阻,而是两个彼此靠近的金属电极,试说明断开S瞬间,两电极间产生电火花的原因
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【推荐3】现要组装一个酒精测试仪,它利用一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器,此传感器的电阻R随酒精气体浓度的变化而变化,规律如图甲所示。目前国际公认的酒驾标准是“0.2mg/mL≤酒精气体浓度<0.8mg/mL”,醉驾标准是“酒精气体浓度≥0.8mg/mL” 。提供的器材有:
A.二氧化锡半导体型酒精传感器Rx
B.直流电源(电动势为4V,内阻不计)
C.电压表(量程为3V,内阻非常大,作为浓度表使用)
D.电阻箱(最大阻值为999.9Ω)
E.定值电阻R1(阻值为50Ω)
F.定值电阻R2(阻值为10Ω)
G.单刀双掷开关一个,导线若干
(1)图乙是酒精测试仪电路图,请在图丙中完成实物连线;( )
(2)电路中R应选用定值电阻______ (填R1或R2);
(3)为便于识别,按照下列步骤调节此测试仪:
①电路接通前,先将电阻箱调为30.0Ω,然后开关向______ (填“a”或“b”)端闭合,将电压表此时指针对应的刻度线标记为0.2 mg/mL;
②逐步减小电阻箱的阻值,电压表的示数不断变大,按照甲图数据将电压表上“电压”刻度线标为“酒精浓度”,此浓度表刻度线上对应的浓度值是______ (填“均匀”或“非均匀”)变化的;
③将开关向另一端闭合,测试仪即可正常使用。
(4)某同学将调适好的酒精测试仪靠近酒精瓶口,发现电压表读数为2V,则测量的酒精浓度______ (填“有”或“没有”)达到醉驾标准。
A.二氧化锡半导体型酒精传感器Rx
B.直流电源(电动势为4V,内阻不计)
C.电压表(量程为3V,内阻非常大,作为浓度表使用)
D.电阻箱(最大阻值为999.9Ω)
E.定值电阻R1(阻值为50Ω)
F.定值电阻R2(阻值为10Ω)
G.单刀双掷开关一个,导线若干
(1)图乙是酒精测试仪电路图,请在图丙中完成实物连线;
(2)电路中R应选用定值电阻
(3)为便于识别,按照下列步骤调节此测试仪:
①电路接通前,先将电阻箱调为30.0Ω,然后开关向
②逐步减小电阻箱的阻值,电压表的示数不断变大,按照甲图数据将电压表上“电压”刻度线标为“酒精浓度”,此浓度表刻度线上对应的浓度值是
③将开关向另一端闭合,测试仪即可正常使用。
(4)某同学将调适好的酒精测试仪靠近酒精瓶口,发现电压表读数为2V,则测量的酒精浓度
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