Question

如圖5-6所示是一種測(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（如圖5-7所示），左邊是它的側(cè)面圖，這四個(gè)電阻連接成電路如圖5-8所示，試回答下列問(wèn)題：

（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)滿足怎樣的關(guān)系？

（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？

（3）電阻變化后，電阻的A、B兩點(diǎn)哪點(diǎn)電壓高？它為什么能測(cè)量電壓？

圖5-6

圖5-7

圖5-8

Answer 1

解析：（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)，伏特表電路相當(dāng)于一根電橋，要使伏特表無(wú)讀數(shù)，即A、B兩點(diǎn)電勢(shì)相等則有：R₁/R₂＝R₃/R₄或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，由于電阻是固定在金屬片上的（由上圖），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減小，顯然，這時(shí)A、B兩點(diǎn)電壓不再相等.

（3）電阻增大，電壓降增大，電阻減小，電壓降減小，故在R₁、R₂的串聯(lián)電路上R₁上的電壓降增大，R₃、R₄串聯(lián)電路上R₃電壓降減小，所以A點(diǎn)電壓高于B點(diǎn)電壓.測(cè)量血壓時(shí)，血壓越高，壓力F越大，金屬片形變?cè)斤@著，電阻變化越大，因而電壓表示數(shù)越大，于是就能根據(jù)電壓表示數(shù)的大小來(lái)測(cè)量血壓的高低了.當(dāng)然在實(shí)際上由于金屬片形變較小，所以電阻變化也較小，A、B兩點(diǎn)間電壓還要經(jīng)過(guò)放大才能通過(guò)電表指示出來(lái)，有的還可以轉(zhuǎn)換成數(shù)字顯示出來(lái).

答案：（1）R₁R₄＝R₂R₃.

（2）R₁、R₄增大，R₂、R₃減小.

（3）A點(diǎn)電壓高于B點(diǎn)電壓；壓力F越大，金屬片形變?cè)斤@著，電阻變化越大，因而電壓表示數(shù)越大，于是就能根據(jù)電壓表示數(shù)的大小來(lái)測(cè)量血壓的高低了.