Question

16．小剛觀察了市場上的“測重儀”后，畫出了如圖18所示的原理圖：A為托盤，P為金屬滑片且固定在托盤下的輕質(zhì)彈簧上，并能隨輕質(zhì)彈簧一起上下滑動，當(dāng)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．
（1）小剛根據(jù)圖判斷，質(zhì)量表是電流表改裝的，其判斷的依據(jù)是什么？
（2）當(dāng)稱量物體質(zhì)量達到最大值時，R₀消耗的功率是多少？（P可達R最下端）
（3）當(dāng)托盤A中所放物體質(zhì)量增加時，質(zhì)量表的示數(shù)也隨之增大，請結(jié)合圖分析其原因．（已知：串聯(lián)電路總電阻等于電路中各用電器電阻之和）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電表的正確使用進行解答，即電流表與被測電路串聯(lián)，電壓表與被測電路并聯(lián)；
（2）當(dāng)稱量物體質(zhì)量達到最大值時，滑動變阻器接入電路中的電阻為0，電路為R₀的簡單電路，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出R₀消耗的功率；
（3）由電路圖可知托盤A中所放物體質(zhì)量增加時滑片移動的方向和接入電路中電阻的變化，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化即質(zhì)量表示數(shù)的變化．

解答 解：（1）由電路圖可知，質(zhì)量表串聯(lián)在電路中，應(yīng)為電流表改裝的；
（2）當(dāng)稱量物體質(zhì)量達到最大時，金屬滑動片P在R的最下端，電路為R₀的簡單電路，
則R₀消耗的功率：
P₀=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{0}}$=$\frac{（3V）^{2}}{5Ω}$=1.8W；
（3）當(dāng)稱量物體質(zhì)量增加時，托盤對彈簧的壓力增大，彈簧縮短，滑片向下滑動，滑動變阻器接入電路的電阻變小，
在串聯(lián)電路中，串聯(lián)電路總電阻等于電路中各用電器電阻之和，即R_總=R₀+R，R₀不變，R變小，R_總變小，而總電壓不變，
由I=$\frac{U}{R}$可知，總電流變大，電流表（即質(zhì)量表）的示數(shù)變大．
答：（1）判斷的依據(jù)是：圖中的質(zhì)量表串聯(lián)在電路中；
（2）當(dāng)稱量物體質(zhì)量達到最大值時，R₀消耗的功率是1.8W；
（3）當(dāng)稱量物體質(zhì)量增加時，托盤對彈簧的壓力增大，彈簧縮短，滑片向下滑動，滑動變阻器接入電路的電阻變小，
在串聯(lián)電路中，串聯(lián)電路總電阻等于電路中各用電器電阻之和，即R_總=R₀+R，R₀不變，R變小，R_總變小，而總電壓不變，
由I=$\frac{U}{R}$可知，總電流變大，電流表（即質(zhì)量表）的示數(shù)變大．

點評 本題考查了電表類型的判斷和電功率公式的應(yīng)用以及電路的動態(tài)分析，要注意稱量物體質(zhì)量增加時滑片移動方向的判斷．