(2008?白下區(qū)二模)如圖所示是小明利用所學(xué)物理知識(shí)設(shè)計(jì)的電子秤的示意圖.托盤(pán)、彈簧上端和金屬滑片P固定在一起,定值電阻R0=5Ω,ab是一根長(zhǎng)為5cm的均勻電阻絲,總電阻R=20Ω;電源電壓U=3V保持不變,電流表量程為0~0.6A.(彈簧的電阻不計(jì),P與R間摩擦不計(jì),g取10N/kg)求:
(1)在托盤(pán)中無(wú)物體時(shí),使金屬滑片P處于R最上端,閉合開(kāi)關(guān)后,電流表讀數(shù)為多少?
(2)該電子秤測(cè)量最大質(zhì)量時(shí)電流表的示數(shù)是多少?
(3)已知該彈簧壓縮的長(zhǎng)度△L與所受壓力F的關(guān)系如下表所示.開(kāi)關(guān)S閉合后,當(dāng)電流表指針指在0.2A處時(shí),托盤(pán)中物體的質(zhì)量為多少?
△L/cm 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
F/N 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
分析:(1)當(dāng)P處于最上端時(shí),R與R0串聯(lián),由串聯(lián)電路的規(guī)律可知總電阻,則由歐姆定律可求得電路中的電流;
(2)當(dāng)P處于最下端時(shí),電子秤測(cè)量最大質(zhì)量,電路中只有R0接入,由歐姆定律可求得電流表的示數(shù);
(3)由歐姆定律可求得電路中的總電阻,則由串聯(lián)電路的規(guī)律可知R接入的電阻;則可知彈簧壓縮的長(zhǎng)度,由表可知壓力;由重力公式可求得質(zhì)量.
解答:解:(1)電路中的電流:
I1=
U
R
=
U
R+R0
=
3V
25Ω
=0.12A;
(2)電子秤測(cè)最大質(zhì)量時(shí):
電流表的示數(shù):I2=
U
R0
=
3V
=0.6A;
(3)R′=
U
I3
=
3V
0.2A
=15Ω,
則R的接入電阻:R=R′-R0=10Ω;
則△L=2.5cm;
由表可知:F=25N;因F=mg;  
 故所測(cè)物體的質(zhì)量:
  m=2.5Kg;
答:(1)電路中的電流為0.12A;(2)電流表的示數(shù)為0.6A;(3)所測(cè)物體的質(zhì)量為2.5kg.
點(diǎn)評(píng):本題應(yīng)理解由于滑片的移動(dòng),當(dāng)連入電阻最小時(shí),電流表的示數(shù)最大;當(dāng)連入電阻最大時(shí),電流表的示數(shù)最小,同時(shí)解題的關(guān)鍵在于會(huì)在不同狀態(tài)下利用歐姆定律求解.
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