Question

 如圖甲（a）所示為測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）開始時(shí)，金屬片中央O點(diǎn)未加任何壓力，欲使電壓表無示數(shù)，則4個(gè)電阻應(yīng)滿足的關(guān)系為：           (2分)

（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：              4分)

（3）電阻變化后，電路A、B兩點(diǎn)中_____ (2分)點(diǎn)電勢較高。它為什么能測血壓？

答：                                                              (2分)

 

Answer 1

【答案】

（1）R₁R₄=R₂R₃    （2）R₁、R₄電阻增大，R₂、R₃電阻減小

        （3）A(2分)； R₁、R₄電阻增大，導(dǎo)致A、B兩端電壓增大，所以A點(diǎn)電勢將高于B點(diǎn).血壓越高F越大，金屬片形變越大，電阻變化越大，電壓表的示數(shù)越大，從而測量出人體血壓.    

【解析】（1）由圖可求，通過R₁的電流為，電壓U₁= ，  通過R₃的電流為，電壓U₃= ，電壓表無示數(shù)，說明A、B兩點(diǎn)等勢，即U₁=U₃，聯(lián)立以上各式得R₁R₄=R₂R₃。

（2）O點(diǎn)加壓后，金屬片發(fā)生形變，由于四個(gè)電阻是固定在金屬片上的 ，所以R₁、R₄被拉長， 即R₁、R₄的長度變長，橫截面積減小，由電阻定律, 得到R₁、R₄的電阻增大；   R₂、R₃被拉寬,即R₂、R₃的長度變短，橫截面積增大，由電阻定律, 得到R₂、R₃電阻減小。 (4分)

（3） R₁、R₄電阻增大，R₂、R₃電阻減小，根據(jù)U=IR得到R₁消耗的電壓大，電壓降得多，所以B點(diǎn)電勢低，同理得到R₃消耗的電壓小，電壓降得少，所以A點(diǎn)電勢高， 即A點(diǎn)電勢將高于B點(diǎn).血壓越高F越大，金屬片形變越大，電阻變化越大，電壓表的示數(shù)越大，從而測量出人體血壓. (2分)