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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）。
小明同学为了增加所设计机器人的可观赏性，他想用亮度可调节的红、绿灯做它的眼睛，现已知红灯L 1规格为"6V 3W"，为了测出绿灯L 2及电位器（滑动变阻器）R的规格，他选用红灯L 1和绿灯L 2及电位器R等元件涉及了如图所示电路（电源电压不变，不考虑灯丝电阻的变化）。求：
（1）当闭合开关S、S 1，断开S 2，且电位器R的滑片P移至b端时，L 1正常发光，流过L 1的电流及电源的电压；
（2）当闭合开关S、S 1和S 2，且电位器的滑片P移至b端时，L 2正常发光，电流表的示数增大了1A，灯L 2的额定电压和额定功率；
（3）当闭合开关S、S 2，断开S 1，且电位器的滑片P移至R中点时，电流表的示数为0.25A，小明选用的电位器R的最大阻值；
（4）该电路消耗的最小电功率。
如图所示是某太阳能热水器，水容量为100L，该热水器在冬季有效日照时段里，平均每平方米的面积上每小时接收的太阳能约为2.8×10 6J，若该热水器接收太阳能的有效面积为1.5m 2，每天日照时间按8h计算，若这些太阳能能使装满水的热水器中的水温从20℃升高到60℃[水的比热容为4.2×10 3J/（kg•℃），水的密度为1.0×10 3kg/m 3]，求：
（1）热水器中水的质量；
（2）一天内热水器中的水吸收的热量；
（3）热水器在冬季的效率。
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"天舟一号"与"天宫二号"成功对接
我国自主研制的"天宫二号"空间实验室已于2016年9月15日发射成功"天宫二号"在距地面高度380km圆形轨道上绕地球匀速运行，绕地球一圈的运行时间是90分钟，"天舟一号"货运飞船于2017年4月20日由长征七号火箭成功发射升空，并于2017年4月22日与"天宫二号"首次自动交会对接成功，如图1所示，为我国建立自己的空间站迈出了坚实的一步。
发射"天舟一号"货运飞船的长征七号火箭的燃料由液态煤油和液氢混合构成，火箭点火起飞时，火箭内的燃料燃烧从火箭体尾部喷射出火焰几乎直击发射平台。使得发射平台核心区的温度接近3000℃，足以融化绝大多数金属和非金属材料，长征七号火箭发射时与其它火箭不同的是发射平台旁的"喷水降温降噪系统"，其采取的是国际上先进的喷水降温方法，如图2所示，在发射中火箭飞到5m高以后，"喷水降温降噪系统"向箭体尾部火焰中心喷水20余秒，喷水量约为400t，一部分的水会汽化到大气中，大部分的水则通过导流槽流走，于是大流量喷水能够带走大量的热起到降温作用，防止了火箭发射台内部的仪器设备可能因高温受到影响。[圆周率π＝3，c 水＝4.2×10 3J/（kg•℃）]
（1）设"喷水降温降噪系统"喷出400t水的初温为20℃，在喷水20秒内全部变成100℃的水，则水带走的热量为 J。
（2）如图3所示，设地球半径为6370km，"天宫二号"空间实验室在圆形轨道上正常运行，圆形轨道的半径为 km，圆形轨道的周长为 km．"天舟一号"货运飞船成功发射及正常入轨后，与"天宫二号"空间实验室对接。对接时"天舟一号"的运行速度为 km/s。
（3）长征七号火箭所搭载的"天舟一号"货运飞船在上升过程中的机械能不断 （选填"变大"、"变小"或"不变"），长征七号火箭燃料的 能燃烧时转化为内能。
"西电东送"是将我国西部发电车发出的电输送到我国东部，由发电厂输出的电功率是一定的，它决定于发电机组的发电能力。根据P＝UI中发电机的功率不变效应，若提高输电线路中的电压U，那么线路中的电流I一定会减小，反之亦然。输电线路的电能损耗主要是输电线电流热效应，输电线损失的热功率P＝I 2R，所以采用输电线的电阻要尽量小。如果线路中电流降低到原来的 ，那么线路中损失的热功率就减少为原来的 ，因此提高电压可以很有效地降低输电线路中的热功率损失。
设发电厂的输出功率P 0＝1.1×10 8W，输电线路上的总电阻为10Ω。
（1）若采用110kV的高压输送电能，输电线路的电流I 1＝ A，输电线路损失的热功率P 1＝ W，其与发电厂输出电功率P 0之比P 1：P 0＝ 。
（2）若采用1100kV超高压输送电能，输电线路损失的热功率P 2＝ W，其与高压输送电能损失的热功率P 1之比P 2：P 1＝ 。所以采用超高压远距离输电可以大大降低输电线路的 损失。
（3）若想使输电线路中的热功率损耗为零，还可以采用 做为输电线材料。
如图1所示，2018年5月23日中央新闻报道，我国自行设计制造的新型磁悬浮列车工程样车运行试验取得成功，时速可达160公里以上，列车由于车体与轨道不接触、无摩擦，具有噪音低损耗小、易维护等优点，被誉为"零高度飞行器"。这种兼具高速与中低速磁浮交通优点的新型磁悬浮列车将为我国城市间提供一种方便快捷的绿色轨道交通工具。
（1）磁浮列车是在车厢底部和轨道上分别安装了磁体，并使它们的同名磁极相互 ，车体与轨道不接触，无摩擦，列车能够在轨道上方几厘米的高度上飞驰，避免了来自车轮与轨道之间的摩擦。
（2）如图2所示，列车站台设计成中间高两边低的原因是：进站时列车由于 要保持原来的运动状态冲上站台；从能量转换的角度来说，当列车出站时从高度较高的地方下行，它的 ，不用消耗过多的电能或化学能等能量。
（3）如图3所示，当列车进站时，乘客必须站在站台和黄色线以外的位置候车才安全的原因是 。
（4）小张乘坐列车时看见两旁的房屋迅速向东退去，则列车相对于地面正在向 行驶。
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