Question

如圖甲所示是某電子秤原理圖．托盤與彈簧相連，滑片P固定在彈簧上并能隨彈簧的伸縮上下滑動，R是一根長x₀＝10cm的均勻電阻絲．空盤時，滑片P位于R的最上端，稱量最大值時，滑片P位于R的最下端，R最大阻值R_m＝40Ω，電源電壓恒為3v．請完成以下問題解答：

（1）圖甲中的“質量表”用       表改裝；R₀在電路中的作用是       ；
（2）空盤時，閉合開關S，電路電流為0.3A，求R₀的阻值；
（3）稱量最大質量時，求電路消耗的總功率；
（4）已知該彈簧壓縮的長度ΔL與所受壓力F的關系如圖乙所示．開關S閉合后，在托盤中放入重為G的物體時（G＜50N），求R接入電路的阻值（結果用含G、x₀、R_m的代數式表示）．

Answer 1

（1）電流；保護電路（或限制電流不過大）（2）50Ω；（3）0.18W（4）

解析試題分析：（1）因質量表在電路中串聯，所以質量表一定是電流改裝而成，為防止稱量質量為零時，電流表示數過大燒壞電流表或電源，在電路中串聯一個電阻R₀，保護電路（或限制電流不過大）；（2）空盤時，滑片P位于R的最上端，R的阻值為零，R₀＝U_總/I＝3v/0.3A＝10Ω（3）稱量最大質量時，R₀與R_m串聯，R_總＝R₀＋R_m＝10Ω＋40Ω＝50Ω；P_總=U_總²/R_總=（3v）²/50Ω="0.18W" （4）由圖像可知F＝5ΔLN/cm，當托盤中放入重為G的物體時，G=5ΔLN/cm，ΔL=（0.2cm/N）G由題意可知，R接入電路中的阻值與彈簧的壓縮長度ΔL的關系為R＝（R_m/x₀）ΔL，即：R＝（R_m/x₀）（0.2cm/N）G＝ 
考點：電流表的使用；歐姆定律；電功率；電阻與長度關系