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如圖所示是某研究性學習小組自制的電子秤原理圖,它利用電壓表的示數(shù)來指示物體的質量.托盤、彈簧上端和滑動變阻器滑片固定在一起,托盤和彈簧的質量不計,OA間有可收縮的導線,當盤中沒有放物體時,電壓表的示數(shù)為0.已知電阻R=5Ω,滑動變阻器最大阻值為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1/3處(不計摩擦,彈簧始終在彈性限度內),請計算回答:
(1)將1kg的物體放在托盤中時,電壓表的示數(shù)為多少?
(2)該電子秤能測量的最大質量是多少?此質量數(shù)應標在電壓表多少伏的位置上?

【答案】分析:(1)要理解題意,計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,理清測量物與變阻器的數(shù)量關系,即測量物的重量與變阻器接入電路的阻值成正比關系.
解答:解:(1)當滑片位于R上端l/3處時,R=Ro+=5+=10Ω
此時電路中的電流I===0.3A
電壓表的示數(shù)為UR=IR=0.3A×5Ω=1.5V;
(2)因為彈簧的伸長(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,滑片指在1/3處,故滑片指到R最下端時,就是該電子秤所能測量的最大質量,應為3kg
此時R’=Ro+R=5Ω+15Ω=20Ω
電路中的電流l’===0.15A
電壓表的示數(shù)為U’=I’R=0.15A×15Ω=2.25V
故電子秤所能測量的最大質量數(shù)3kg應標在電壓表示數(shù)的2.25V處.
答:(1)將1kg的物體放在托盤中時,電壓表的示數(shù)為1.5V;(2)該電子秤能測量的最大質量是3kg,此質量數(shù)應標在電壓表2.25V的位置上.
點評:注意切入點是滑動變阻器與測量物的應用
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