如图甲所示,是某研究性学习小组自制的电子秤原理图,它是利用电压表的示数来指示物体的质量.托盘、弹簧下端和滑动变阻器滑片固定在一起,托盘和弹簧的质量不计,OA间是可伸缩

发布时间:2020-08-06 13:49:08

如图甲所示,是某研究性学习小组自制的电子秤原理图,它是利用电压表的示数来指示物体的质量.托盘、弹簧下端和滑动变阻器滑片固定在一起,托盘和弹簧的质量不计,OA间是可伸缩的导线,当盘中没有放物体时,滑片在滑动变阻器最上端a处,电压表示数为零.已知电阻R0=10Ω,电源电压U1为12V,电压表量程为0~9V,已知电压表示数U2和放在托盘中物体质量m成正比,其函数图象如图乙所示.当滑动变阻器滑片滑动打最下的b处时电压表示数为9V.(不计摩擦,弹簧始终在弹性限度内)

求:(1)当增加托盘中物体质量时,安培表示数有无变化?说明理由.
(2)当电压表示数为9V时,托盘中物体的质量为多少千克?滑动变阻器的最大阻值为多少欧姆?
(3)当电压表示数每增加0.3V时,物体的质量增加了多少千克?

网友回答

解:(1)由图甲所示电路图可知,托盘中物体质量增加时,滑动变阻器接入电路的阻值不变,
电路电阻不变,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路电流不变,安培表示数不变.
答:当增加托盘中物体质量时,安培表示数不变,因为电路总电阻不变,电源电压不变.
(2)由图乙可知,电压表示数为9V时,托盘中物体质量m=6kg;
此时电阻R0两端的电压U0=U1-U2=12V-9V=3V,电路电流I===0.3A,
滑动变阻器的最大阻值R滑===30Ω;
答:当电压表示数为9V时,托盘中物体的质量是6千克;滑动变阻器的最大阻值是30欧姆.
(3)由图乙可知,电压表示数月托盘中物体质量成正比,U=km,其中k==1.5V/kg,
则U=1.5V/kg×m,当△U=0.3V时,△m===0.2kg;
答:当电压表示数每增加0.3V时,物体的质量增加了0.2千克.
解析分析:(1)根据图甲所示电路图,分析电路结构,看托盘中物体质量增加时,电路电阻是否变化,然后根据欧姆定律判断安培表示数是否变化.
(2)由于乙可以找出电压为9V时所对应的物体质量;由串联电路特点求电阻R0两端的电压,然后由欧姆定律求出电路电流,最后由欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值.
(3)由图乙求出电压随质量的变化关系,然后求出电压表示数增加0.3V时,物体质量的增加量.

点评:分析清楚电路结构、由图乙所示图象找出电压与物体质量的关系是正确解题的关键.
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