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簡易“吊桿”。電路中電源電動勢E=3V，內阻r=1Ω；靈敏毫安表的量程為10mA，內阻Rg=5Ω；R1是可變電阻。A，B兩接線柱等高且固定。現將這兩根拉力敏感電阻絲套上輕質光滑絕緣桿，將其兩端接在A，B接線柱上。通過光滑絕緣桿可將重物吊起。不計敏感電阻絲的重力，現完成下列操作步驟：

步驟a：滑環下不吊重物時，閉合開關，調節可變電阻R1使毫安表指針滿偏；

步驟b：滑桿下吊上已知重力的重物，測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，讀出此時毫安表示數I；

步驟d：換用不同已知重力的物理，掛在滑環上記錄每一個重力值對應的電流值；

步驟e：將毫安表刻度盤改裝為重力刻度盤

（1）寫出敏感電阻絲上的拉力F與重物G的關系：F=___________。

（2）設R-F圖像斜率為k，寫出毫安表示數I與待測重物重力G關系的表達式：I=___________。（用E，r，R1，Rg，R0，k，θ表示）

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

（4）關于改裝后的重力刻度盤，下列說法正確的是________。

A．重力零刻度線在毫安表滿刻度處，刻度線均勻

B．重力零刻度線在毫安表零刻度處，刻度線不均勻

C．重力零刻度線在毫安表滿刻度處，刻度線不均勻

D．重力零刻度線在毫安表零刻度處，刻度線均勻

（5）若電源電動勢不變，內阻變大，其他條件不變，用這臺簡易“吊秤”稱重前，進行了步驟a操作，則測量結果________。（填“偏大”“偏小”或“不變”）

Answer 1

【答案】 C 不變

【解析】

(1)[1]對重物，可得

即;

（2）[2]不掛重物時，由閉合電路歐姆定律可得

掛重物后，

由圖中關系可知

整理得

（3）[3]將數據帶入[2]中表達式可得

（4）[4]由（2）中分析可知，不掛重物時，電表滿偏，此時應該為重力的0刻線，由可知，不成線性關系，故刻度為不均勻的，故C正確，A、B、D錯誤；

故選B。

（5）[5]由于稱重前現將電表調滿偏，當電源內阻變化時，滿偏時總電阻不變，故電源內阻變化對測量結果無影響。