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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)。
用天然气灶烧水时,把质量为 、初温为20℃的水,加热到70℃,此过程中天然气完全燃烧放出的热量为 。已知水的比热容为 。求:
(1)水吸收的热量是多少J?
(2)天然气灶烧水时的热效率是多少?
汽车已进入千家万户。在综合实践活动中,合作小组的同学们对小亮家的汽车中有关物理学的知识进行了专项研究,请你帮助他们完成以下两方面的实践活动。
实践活动一:设计制作汽车加热坐垫
同学们想利用车上提供的电压为 的电源,设计具有加热和保温两挡功能的汽车座椅加热坐垫。他们在网上购买了两个阻值为 的加热电阻片,若干导线和开关。
(1)请你帮助他们设计电路;
(2)求自制加热坐垫的加热和保温功率。
实践活动二:研究汽车中的动力学

(1)如图甲所示,是小亮家汽车的动力系统。该汽车发动机实质是汽油机,它把燃料燃烧产生的内能转化为_____能,再通过传动机构,将动力传给车轮,使汽车行驶。
(2)请在图乙中画出汽车在水平地面上静止时受力的示意图。
(3)汽车整车质量约为 ,静止时车轮与地面的总接触面积约为 ,求汽车静止时对水平地面的压强。( 取 )
(4)如图丙所示,是合作小组的同学们利用频闪摄影技术研究汽车的运动状态时,相机每隔 曝光一次,拍摄到的汽车在平直公路上行驶的频闪照片。若车身长 ,求拍摄过程中汽车的行驶速度。
(5)查阅资料可知,汽车行驶时所受阻力约为车重的 倍,求拍摄过程中汽车发动机的输出功率。
生活中导线与插座连接时,有人会将直导线的裸露端直接插入接线孔,但更好的接法是先将导线裸露端折成“U型”再插入,如图所示。这种“U型”接法可以增大连接处的接触面积,会更安全。请你用学过的物理知识解释其中的道理。

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一起向未来
2022年4月16日,圆梦天宫,英雄凯旋,在太空“出差”183天的中国航天员三人组平安返回地球。随着我国航天事业的不断发展,让普通人进入太空旅行的计划正在逐步实施,未来,会有更多的人实现上九天揽月的飞天梦。
太空中没有空气,人若暴露在太空中无法获得氧气,这种状态下 就会失去意识;太空中没有作用于身体的大气压,体液就会快速沸腾,从而使身体组织膨胀,体温降低而冻结;太空中处于真空状态,阳光直射下温度可高达 ,而在阴影处温度则会骤降至 ;太空中还有速度极快的微小陨石,人体一旦碰到将造成极大伤害。
为实现太空旅行,人们不断研发各类宇航服,每一批新型宇航服的诞生都是人类技术的又一次巨大飞跃。可以想象,未来的宇航服将是个人太空旅行的宇宙飞船。
(1)太空中没有作用于人体的大气压,体液就会快速_____,其原因是__________。
(2)沙克尔顿环形山位于月球南极,在山的边缘阴影区永无日照,保持着太阳系最低温的记录,请你推测这个最低温可能是_____ 。
(3)假如,你穿着自己设计制作的宇航服,在星空中遨游、月球上漫步。你的宇航服应具备哪些功能?_______________(至少两点,答案合理即可)。
2022年6月5日10时44分,小明和小亮收看神舟十四号载人飞船发射升空的电视直播,直播信息是卫星通过_____波传递的。当飞船与火箭分离,进入预定轨道时,小亮突然问小明:“飞船与火箭分离,没有了推力,怎么还能继续运动?”从小亮提出的问题中可判断他所持有的观点是__________(答案合理即可)。