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(2019·武汉模拟)
为制作电子吊秤,物理小组找到一根拉力敏感电阻丝,拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生微小形变(宏观上可认为形状不变),它的电阻也随之发生变化,其阻值 R 随拉力F变化的图象如图(a)所示,小组按图(b)所示电路制作了一个简易“吊秤”。电路中电源电动势E = 3V,内阻r =1Ω;灵敏毫安表量程为10mA ,内阻Rg=50Ω;R1是可变电阻器,A、B两接线柱等高且固定。现将这根拉力敏感电阻丝套上轻质光滑绝缘环,将其两端接在A、B两接线柱上。通过光滑绝缘滑环可将重物吊起,不计敏感电阻丝重力,具体步骤如下:
步骤a:滑环下不吊重物时,闭合开关,调节可变电阻R1 , 使毫安表指针满偏;
步骤b:滑环下吊已知重力的重物G,测出电阻丝与竖直方向的夹角为θ;
步骤c:保持可变电阻R1接入电路电阻不变,读出此时毫安表示数 I;
步骤d:换用不同已知重力的重物,挂在滑环上记录每一个重力值对应的电流值;
步骤e:将电流表刻度盘改装为重力刻度盘。
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(1)
写出敏感电阻丝上的拉力F与重物重力G的关系式 F=;
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(2)
若图(a)中R0=100Ω,图象斜率 k = 0.5Ω/N ,测得θ=60°,毫安表指针半偏,则待测重物重力G= N;
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(3)
改装后的重力刻度盘,其零刻度线在电流表(填“零刻度”或“满刻度”)处,刻度线填“均匀”或“不均匀”)。
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(4)
若电源电动势不变,内阻变大,其他条件不变,用这台“吊秤”称重前,进行了步骤 a 操作,则测量结果(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
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