某同學根據(jù)所學知識制作了一臺簡易電子秤，原理圖如圖甲所示，圖中電壓表可視為理想電壓表（量程為3V），滑動變阻器的最大阻值R=12Ω，滑動變阻器有電阻絲纏繞的ab部分的長度L=20cm（電阻絲纏繞均勻）。
（1）該同學先利用如圖乙所示的電路測定電子秤里電池的電動勢和內阻，根據(jù)多次測量得到的數(shù)據(jù)作出的U′-I圖像如圖丙所示，可知該電池的電動勢E=4.04.0V，內阻r=0.50.5Ω；
（2）該同學想得到電壓表的示數(shù)U與被測物體質量m之間的關系，將該電池作為電源，連接圖甲所示的實驗器材，完成了如下實驗：
①調節(jié)圖甲中滑動變阻器的滑片P的位置，使電壓表的示數(shù)恰好為零；
②在托盤里緩慢加入細砂，直到滑動變阻器的滑片P恰好滑到b端，然后調節(jié)電阻箱R0，直到電壓表達到最大示數(shù)，實驗過程中彈簧一直處于彈性限度內，則此時電阻箱的阻值R0=3.53.5Ω；
③已知所用的彈簧的勁度系數(shù)k=2.0×102N/m,取重力加速度大小g=9.8m/s2，則該電子秤所能稱量物體的最大質量m=4.14.1kg（結果保留兩位有效數(shù)字）。
④為使該實驗設計中可測量物體質量的范圍變大，你認為可以如何改進該實驗器材？（說明一種合理的方式即可） 更換一個勁度系數(shù)更大的彈簧更換一個勁度系數(shù)更大的彈簧。
【考點】利用傳感器制作簡單的自動控制裝置．
【答案】4.0；0.5；3.5；4.1；更換一個勁度系數(shù)更大的彈簧
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/10/10 0:0:4組卷：40引用：2難度：0.5
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1．某興趣學習小組根據(jù)所學的電學原理，利用相同的器材，自制了以下不同的電子秤。實驗器材有：
直流電源（電動勢為E=3.0V，內阻為r=0.5Ω）；
理想電壓表V（量程為3.0V）：限流電阻R0=9.5Ω；
豎直固定的滑動變阻器R（總長l=10.0cm,總阻值R=20.0Ω）；
電阻可忽略不計的彈簧，下端固定于水平地面，上端固定秤盤且與滑動變阻器R的滑動端連接，滑片接觸良好且無摩擦（彈簧勁度系數(shù)k=103N/m）；
開關S以及導線若干。
重力加速度取g=10m/s2，不計摩擦和其他阻力。
實驗步驟如下：
①兩種電子秤，托盤中未放被測物前，滑片恰好置于變阻器的最上端，電壓表的示數(shù)均為零。
②兩種電子秤，在彈簧的彈性限度內，在托盤中輕輕放入被測物，待托盤靜止平衡后，當滑動變阻器的滑片恰好處于下端b處，此時均為電子秤的最大稱重。
請回答下列問題（所有計算結果保留一位小數(shù)）：
（1）兩種電子秤，當滑動變阻器的滑片恰好置于最下端時，電壓表的示數(shù)均為 V；該電子秤的最大可測質量均為 kg。
（2）當電壓表的指針剛好指在表盤刻度的正中間時，如圖1所示的第一套方案電子秤測得質量為m1=kg。如圖2所示的第二套方案電子秤測得質量為m2=kg。
（3）第 （填“一”或“二”）套方案更為合理，因為電壓表讀數(shù)U與物體質量m成線性關系，電壓表改裝的電子秤刻度 均勻的。（填“是”或“不是”）發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：144引用：2難度：0.4 -
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