Question

【題目】某校物理興趣小組設計了一種“電子秤”，實際上是壓力測量儀，用它來稱量物體的重量，其原理結構如圖所示．圖中A為金屬片，B為金屬板，R1=24Ω，R2是最大值為72Ω的滑動變阻器，電源電壓為12V不變．問：

（1）圖中的重量表應該用什么電表改裝？R1的主要作用是什么？
（2）當金屬片A上放重物、開關S閉合時，請說明電子秤稱量物體重量的原理．
（3）當稱量物體重量達到最大值時，R2兩端的電壓是多少？

Answer 1

【答案】
（1）重量表應該用電壓表改裝，R1的主要作用是保護電路．

（2）由電路圖可知，金屬片A上放重物、開關S閉合時，彈簧在重物壓力作用下縮短，滑動變阻器接入電路的阻值變大，滑動變阻器兩端電壓變大，重量表示數變大，由此可見，金屬片A上的重物越重，重量表示數越大，根據重量表示數大小即可知道所測重物重力大小．
（3）解：由電路圖可知，R1與R2串聯，當稱量物體重量達到最大值時，滑動變阻器R2阻值全部接入電路，

此時電路中的電流為I= =0.125A，

R2兩端的電壓為U2=IR2=0.125A×72Ω=9V．

答：當稱量物體重量達到最大值時，R2兩端的電壓是9V．

【解析】（1）由電路圖可知，重量表與滑動變阻器R2并聯，由此可知重量表是電流還是電壓表；

為避免變阻器連入阻值為0造成電路的短路，所以電路中連入電阻R1；

（2）由電路圖可知，金屬片A上放重物時，彈簧縮短，由此可知變阻器接入阻值變化，再根據電路特點和歐姆定律分析判斷重量表變化；
（3）由圖知，稱量物體重量達到最大值時變阻器連入電路為其最大值，由串聯電路特點和歐姆定律計算電壓表示數即可.

【考點精析】通過靈活運用歐姆定律及其應用，掌握歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）即可以解答此題．