Question

如圖是某研究性學(xué)習(xí)小組自制的電子秤原理圖，它利用電壓表的示數(shù)來(lái)指示物體的質(zhì)量．托盤、彈簧上端和滑動(dòng)變阻器滑片固定在一起，托盤和彈簧的質(zhì)量不計(jì)，OA間有可收縮的導(dǎo)線，當(dāng)盤中沒(méi)有放物體時(shí)，電壓表的示數(shù)為0．已知電阻R=5Ω，滑動(dòng)變阻器最大阻值為15Ω，電源電壓U=3V，電壓表的量程為0～3V．現(xiàn)將1kg的物體放在托盤中，滑片剛好指在距R上端處（不計(jì)摩擦，彈簧終在彈性限度內(nèi)），請(qǐng)計(jì)算回答（ ）

A．將1kg的物體放在托盤中時(shí)，電壓表的示數(shù)為1.5V
B．該電子秤能測(cè)量的最大質(zhì)量是2.25kg
C．最大質(zhì)量數(shù)應(yīng)標(biāo)在電壓表2.25V的位置上
D．最大質(zhì)量數(shù)應(yīng)標(biāo)在電壓表3V的位置上

Answer 1

【答案】分析：（1）要理解題意，計(jì)算出變阻器接入電路的電阻值，從而求出電流和電壓；
（2）依據(jù)題意，理清測(cè)量物與變阻器的數(shù)量關(guān)系，即測(cè)量物的重量與變阻器接入電路的阻值成正比關(guān)系．
解答：解：A、當(dāng)滑片位于R上端處時(shí)，R_總=R+=5Ω+×15Ω=10Ω，此時(shí)電路中的電流I===0.3A，電壓表的示數(shù)為U_R=IR=0.3A×5Ω=1.5V；故A正確；
B、因?yàn)閺椈傻纳扉L(zhǎng)（或壓縮）與彈簧所受拉力（或壓力）成正比，又1kg物體放在托盤中時(shí)，滑片指在處，故滑片指到R最下端時(shí)，就是該電子秤所能測(cè)量的最大質(zhì)量，應(yīng)為3kg；故B錯(cuò)誤；
CD、當(dāng)物體的質(zhì)量為最大質(zhì)量3kg時(shí)，電路中的總電阻R_總′=R+R=5Ω+15Ω=20Ω，則電路中的電流I′===0.15A，電壓表的示數(shù)為U′=I′R=0.15A×15Ω=2.25V；故C正確，D錯(cuò)誤．
故選AC．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了：（1）彈簧的彈力與伸長(zhǎng)量成正比理解和應(yīng)用，以及重力和壓力的關(guān)系；
（2）電壓表的正確使用必須并聯(lián)到被測(cè)物體上；
（3）歐姆定律的應(yīng)用．