Question

1．圖甲是某電子秤的原理圖，R₁是調(diào)零電阻，R₂是一根長(zhǎng)10cm的均勻電阻絲，托盤與彈簧相連，滑片P固定在彈簧上端并能隨彈簧的伸縮上下移動(dòng)．空盤時(shí)，滑片P位于R₂的最上端，稱量最大值時(shí)，滑片P位于R₂的最下端．R₂最大阻值為40Ω，電源電壓為3V．滑片P與彈簧的電阻不計(jì)．已知該彈簧壓縮的長(zhǎng)度△L與所受壓力F的關(guān)系如圖乙所示．g=10N/kg．

（1）圖甲中的“質(zhì)量表”用電流表改裝而成；
（2）空盤時(shí)，閉合開關(guān)S，電路電流為0.3A，此時(shí)R₁接入電路的阻值為10Ω；
（3）該電子秤可稱量的最大質(zhì)量為2.5kg，此時(shí)電路消耗的總功率為0.18W；
（4）若長(zhǎng)期使用導(dǎo)致電源電壓減小，為校零，應(yīng)將R₁接的滑片向左移動(dòng)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電表的正確使用：電流表與被測(cè)電路元件串聯(lián)、電壓表與被測(cè)電路元件并聯(lián)，判斷質(zhì)量表的類型；
（2）空盤時(shí)，電路為R₁的簡(jiǎn)單電路，根據(jù)歐姆定律求出R₁的阻值；
（3）由R₂的長(zhǎng)度知，稱量物體質(zhì)量最大時(shí)，滑片P位于R₂的最下端，彈簧長(zhǎng)度變化等于R₂連入長(zhǎng)度變化，由圖象計(jì)算物體的最大質(zhì)量；
稱量最大質(zhì)量時(shí)，電阻R₀與R的最大阻值串聯(lián)，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出電路消耗的總功率；
（4）根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理分析解答R₁接入電路的電阻變化情況，從而確定滑片移動(dòng)的方向．

解答 解：（1）由甲圖可知，質(zhì)量表串聯(lián)在電路中，所以是由電流表改裝的；
（2）空盤時(shí)，滑片P位于R₂的最上端，閉合開關(guān)S，電路為R₁的簡(jiǎn)單電路，
由歐姆定律可得：R₁=$\frac{U}{I}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω；
（3）由題知，R₂是一根長(zhǎng)10cm的均勻電阻絲，稱量物體質(zhì)量最大時(shí)，滑片P位于R₂的最下端，彈簧壓縮長(zhǎng)度量等于電阻絲R₂的長(zhǎng)度，即△L=10cm，
由圖象知，此時(shí)受到的壓力為25N，所以物體的最大質(zhì)量：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{F}{g}$=$\frac{25N}{10N/kg}$=2.5kg；
稱量最大質(zhì)量時(shí)，滑片P位于R₂的最下端，電阻R₁與R₂的最大阻值串聯(lián)，串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，電路消耗的總功率：
P=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{（3V）^{2}}{10Ω+40Ω}$=0.18W；
（4）電源電壓減小，若空盤時(shí)R₁滑片位置不變，由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中電流變��；為能校零，即空盤時(shí)電流表示數(shù)與原來(lái)顯示值相同，根據(jù)I=$\frac{U}{R}$可知，應(yīng)使R₁接入電路的電阻減小，即滑片左移．
故答案為：（1）電流；（2）10；（3）2.5；0.18；（4）左．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電表的正確使用和電路中定值電阻的作用以及串聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是正確分析電路狀態(tài)，能從圖象中獲取有用信息．理論聯(lián)系實(shí)際是一道好題．