Question

【題目】小明同學觀察了市場上的“測重儀”后，畫出了如圖所示的原理圖．A為托盤，P為金屬滑片且固定在托盤下得輕質彈簧上，并能隨輕質彈簧一起上下滑動，當托盤中不放物體時，P位于R的最上端．已知R0=5Ω，R的最大阻值為25Ω，電源電壓恒為3V．問：

（1）圖中的質量表用什么電表改裝較為合適．

（2）當開關S閉合，不稱量物體時，通電1min電阻R消耗的電能是多少？

（3）若稱量質量為m的物體時，滑片P被下壓五分之一的長度，那么，小明設計的“測重儀”能稱量物體的質量最大是多少？

Answer 1

【答案】（1）圖中的質量表用電流表改裝較為合適

（2）當開關S閉合，不稱量物體時，通電1min電阻R消耗的電能是15J

（3）小明設計的“測重儀”能稱量物體的質量最大是5m

【解析】

試題分析：（1）電流表應串聯在電路中，電壓表應并聯在電路中，根據電路圖判斷質量表是電壓表還是電流表；

（2）當開關S閉合，不稱量物體時，R0與R的最大阻值串聯，根據電阻的串聯和歐姆定律求出電路中的電流，根據W=UIt=I2Rt求出電阻R消耗的電能；

（3）根據題意和彈簧測力計的原理得出“測重儀”能稱量物體的最大質量．

解：（1）由電路圖可知，質量表串聯在電路中應用電流表改裝較合適；

（2）當開關S閉合，不稱量物體時，R0與R的最大阻值串聯，

∵串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，

∴根據歐姆定律可得，電路中的電流：

I===0.1A，

通電1min電阻R消耗的電能：

W=I2Rt=（0.1A）2×25Ω×60s=15J；

（3）由彈簧測力計可知，彈簧壓力與彈簧的縮短（變化）量成正比，則有：

=，

∴M=5m．

答：（1）圖中的質量表用電流表改裝較為合適；

（2）當開關S閉合，不稱量物體時，通電1min電阻R消耗的電能是15J；

（3）小明設計的“測重儀”能稱量物體的質量最大是5m．