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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15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15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15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(以上两空均填“增大”或“减小”)。
(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)。
运用知识解决问题:
(1)某油量表的工作原理如图所示,当油箱内油面上升时,浮球向上运动,使滑动变阻器R接入电路中的电阻变____,由电流表改造的油量表示数变____。
(2)请根据实物电路,在方框内画出电路图。
(3)把R1和R2两个定值电阻并联接在电压为6V的电源两端,R1=4Ω,干路电流为2A,求R2=?(请写出计算过程)
运用知识解决问题:
(1)因为液体的压强随深度的增加而 ,拦河坝上部受到水的压强比下部____,所以拦河坝设计成上窄下宽的形状。
(2)汽车在水平公路上匀速直线行驶'请画出它在水平方向上所受力的示意图。
(3)如图所示,小雨在轻质杠杆的两端施加竖直向下的拉力,使其水平平衡。已知小雨的拉力为120N。OA:OB=3:2,浸没在液体中的物体M的重力为300N、体积为0.01m3,则液体的密度ρ液=
请写出解题思路。
运用知识解决问题:
(1)感冒冲剂在热水中比在冷水中溶解得快,是因为温度越高,分子热运动越____。
(2)请画出入射光线并标出入射角的大小.
(3)某液体的沸腾图象如图所示,该液体的质量为0.2kg,前4min吸收的热量是6.72×104J,则此液体的沸点为,比热容为。
一种电热水龙头俗称“小厨宝”,通常安装在厨房里以便提供热水,如图是它的实物图和内部电路图.旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点,从而控制水龙头流出的水为冷水、温水或热水.已知R1、R2是电阻丝,其中R2=44Ω,温水档的电功率是880W[水的比热容是4.2×103J/(kg•℃)回答或求解下列问题:
(1)当S旋到位置1时,水龙头流出水;当S旋到位置3时,水龙头流出水.(选填“冷”、“温”或“热”)
(2)当S旋到位置2时,小厨宝正常工作30s将0.5kg的水从20℃加热到50℃,水吸收了多少热量?
(3)电热丝R1的阻值是多少?
(4)当S旋到热水档时,小厨宝正常工作60s消耗的电能是多少?
2015年龙岩市将在中心城区新增100辆纯电动新能源公交车,以促进公共交通实现“低碳”化。下表是某燃油汽车与纯电动汽车进行测试时的部分数据:
燃油汽车 |
纯电动汽车 |
|
能源种类 |
汽油(q汽油=4.5×107J/kg ρ汽油=0.7×103kg/m3) |
电能 |
牵引力 |
600N |
600N |
行使100km消粍 |
8×10-3m3 |
20kW•h |
二氧化碳排放量 |
每消耗1kg汽油排放2kg二氧化碳 |
0 |
(1)汽油属于(填“可再生”或“不可再生”)。
(2)若燃油汽车与电动汽车正常行驶100km,则①燃油汽车消耗多少千克汽油?②燃油汽车与纯电动汽车的能量转化效率分别是多少?
(提示:燃油汽车能量转化效率η汽:汽车牵引力做的功与汽油完全燃烧放出的热量之比;纯电动汽车能量转化效率η电:汽车牵引力做的功与汽车消耗电能之比)