Question

【題目】物理社找到一根拉力敏感電阻絲，其阻值隨拉力F變化的圖像如圖甲所示，社員們按圖乙所示電路制作了一個(gè)簡(jiǎn)易“吊桿”。電路中電源電動(dòng)勢(shì)E=3V，內(nèi)阻r=1Ω；靈敏毫安表的量程為10mA，內(nèi)阻Rg=5Ω；R1是可變電阻。A，B兩接線(xiàn)柱等高且固定。現(xiàn)將這兩根拉力敏感電阻絲套上輕質(zhì)光滑絕緣桿，將其兩端接在A，B接線(xiàn)柱上。通過(guò)光滑絕緣桿可將重物吊起。不計(jì)敏感電阻絲的重力，現(xiàn)完成下列操作步驟：

步驟a：滑環(huán)下不吊重物時(shí)，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)可變電阻R1使毫安表指針滿(mǎn)偏；

步驟b：滑桿下吊上已知重力的重物，測(cè)出電阻絲與豎直方向的夾角為θ；

步驟c：保持可變電阻R1接入電路阻值不變，讀出此時(shí)毫安表示數(shù)I；

步驟d：換用不同已知重力的物理，掛在滑環(huán)上記錄每一個(gè)重力值對(duì)應(yīng)的電流值；

步驟e：將毫安表刻度盤(pán)改裝為重力刻度盤(pán)

（1）寫(xiě)出敏感電阻絲上的拉力F與重物G的關(guān)系：F=___________。

（2）設(shè)R-F圖像斜率為k，寫(xiě)出毫安表示數(shù)I與待測(cè)重物重力G關(guān)系的表達(dá)式：I=___________。（用E，r，R1，Rg，R0，k，θ表示）

（3）若R-F圖像中R0=50Ω，k=0.2Ω/N。測(cè)得θ=45°，毫安表指針半偏，則待測(cè)重物的重力G=________N。

（4）關(guān)于改裝后的重力刻度盤(pán)，下列說(shuō)法正確的是________。

A．重力零刻度線(xiàn)在毫安表滿(mǎn)刻度處，刻度線(xiàn)均勻

B．重力零刻度線(xiàn)在毫安表零刻度處，刻度線(xiàn)不均勻

C．重力零刻度線(xiàn)在毫安表滿(mǎn)刻度處，刻度線(xiàn)不均勻

D．重力零刻度線(xiàn)在毫安表零刻度處，刻度線(xiàn)均勻

（5）若電源電動(dòng)勢(shì)不變，內(nèi)阻變大，其他條件不變，用這臺(tái)簡(jiǎn)易“吊秤”稱(chēng)重前，進(jìn)行了步驟a操作，則測(cè)量結(jié)果________。（填“偏大”“偏小”或“不變”）

Answer 1

【答案】 C 不變

【解析】

(1)[1]對(duì)重物，可得

即;

（2）[2]不掛重物時(shí)，由閉合電路歐姆定律可得

掛重物后，

由圖中關(guān)系可知

整理得

（3）[3]將數(shù)據(jù)帶入[2]中表達(dá)式可得

（4）[4]由（2）中分析可知，不掛重物時(shí)，電表滿(mǎn)偏，此時(shí)應(yīng)該為重力的0刻線(xiàn)，由可知，不成線(xiàn)性關(guān)系，故刻度為不均勻的，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤；

故選B。

（5）[5]由于稱(chēng)重前現(xiàn)將電表調(diào)滿(mǎn)偏，當(dāng)電源內(nèi)阻變化時(shí)，滿(mǎn)偏時(shí)總電阻不變，故電源內(nèi)阻變化對(duì)測(cè)量結(jié)果無(wú)影響。