某课外小组制作了一个测量物体质量的电子秤,其原理如图1所示.它主要由四部分构成:托板和水平压力杠杆OBA,标有“10V??5W”字样的指示灯L(灯的电阻保持不变),压

发布时间:2020-08-09 01:54:28

某课外小组制作了一个测量物体质量的电子秤,其原理如图1所示.它主要由四部分构成:托板和水平压力杠杆OBA,标有“10V??5W”字样的指示灯L(灯的电阻保持不变),压力传感器R(电阻值会随所受压力大小变化的可变电阻),显示质量大小的仪表(实质是电流表).已知电源电压为10V,OB=6cm,OA=30cm.压力传感器R的阻值与所受压力的关系如图2所示.若不计托板和杠杆组件的质量,不计摩擦.求:
(1)指示灯L的电阻;
(2)当压力传感器R的电阻为30Ω时,指示灯L的实际功率;
(3)当电流表的示数为0.1A时,电子秤托板上物体的质量.

网友回答

解:(1)∵P=,
∴灯泡电阻RL===20Ω;
(2)当R为30Ω时,电路电流:
I===0.2A,
灯泡实际功率PL=I2RL=(0.2A)2×20Ω=0.8W;
(3)当电流表的示数为0.1A时,电路总电阻:
R总===100Ω,
压力传感器阻值R=R总-RL=100Ω-20Ω=80Ω,
由F-R图象可知,当R=80Ω时,F=40N,
由杠杆平衡条件可得:G×OB=F×OA,
物体重力G===200N,
∵G=mg,∴物体的质量m==≈20.4kg;
答:(1)指示灯L的电阻是20Ω.
(2)当压力传感器R的电阻为30Ω时,指示灯L的实际功率是0.8W.
(3)当电流表的示数为0.1A时,电子秤托板上物体的质量是20.4kg.
解析分析:(1)由灯泡铭牌可知,灯泡额定电压是10V,额定功率是5W,由电功率的变形公式可以求出指示灯的电阻;
(2)根据串联电路特点及欧姆定律可以求出电路电流,然后由电功率公式P=I2R求出灯泡的实际功率;
(3)由串联电路特点及欧姆定律求出压力传感器R的阻值,然后由F-R图象求出此时对应的压力,由杠杆平衡条件求出被称量物体的重力,最后求出物体的质量.

点评:灵活应用欧姆定律及其变形公式是正确解题的关键,要知道串联电路电压的规律和杠杆的平衡条件,还要学会正确分析图象.
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