37.小双和同学决定设计一种拉力测量仪,如图甲所示电路,轻质弹簧上端和金属滑片固定在一起(弹簧的电阻不计,滑片的摩擦不计)。
(1)把拉力信息转化为电信息,更加方便简洁。可将电压表改装成拉力显示仪,当拉力增大时,电压表的示数将
。
(2)如图甲所示,恒压电源U=9V,R
1是最大阻值为R
m=25Ω的均匀电阻丝(1Ω/cm),弹簧的弹性系数已知,其他可供选择的器材有:电压表V(0~3V和0~15V量程),定值电阻R
0有两个(50Ω和100Ω),刻度尺一把。关于器材选择和电路设计,下列分析正确的是
(填字母序号)。
A.定值电阻R
0选50Ω,电压表量程选0~3V
B.若要改测R
1两端的电压,只将电压表接C点的导线直接改接到A点即可
C.电压表的示数不能由零变化到最大刻度值
D.电压表的示数变化量跟拉力变化量成正比
(3)合理选择并连接好器材后开始进行测量,拉力为零时,让滑片刚好处于R
1下端。通过对测量数据的分析,得出了电阻丝阻值的减小量与拉力之间的关系为:△R
1=kF(其中△R
1表示电阻丝阻值的减小量,F表示拉力大小,k为某一常数)。
当拉力F从零逐渐增大的过程中,R
0两端电压也随之变化,我们还需要再深度了解一下R
0两端电压U
0随拉力F变化的关系,请推导出此关系式:U
0=
。(只用字母U、R
0、R
m、k、F表示)
(4)在关于探究过程的反思中,小郑认为:当拉力发生变化时,电压表示数的变化量不够灵敏,即指针偏转角度变化量过小(图乙未标出),则改进后的方案较合理的是
(填字母序号)。
A.减小电源电压
B.换一个量程更大的电压表
C.换一个阻值更小的电阻丝
D.换一个阻值更小的定值电阻