Question

如圖是某研究性學習小組自制的電子秤原理圖，它利用電壓表的示數來指示物體的質量．托盤、彈簧上端和滑動變阻器滑片固定在一起，托盤和彈簧的質量不計，OA間有可收縮的導線，當盤中沒有放物體時，電壓表的示數為0．已知電阻R=5Ω，滑動變阻器最大阻值為15Ω，電源電壓U=3V，電壓表的量程為0～3V．現將1kg的物體放在托盤中，滑片剛好指在距R上端處（不計摩擦，彈簧終在彈性限度內），請計算回答（ ）

A．將1kg的物體放在托盤中時，電壓表的示數為1.5V
B．該電子秤能測量的最大質量是2.25kg
C．最大質量數應標在電壓表2.25V的位置上
D．最大質量數應標在電壓表3V的位置上

Answer 1

【答案】分析：（1）要理解題意，計算出變阻器接入電路的電阻值，從而求出電流和電壓；
（2）依據題意，理清測量物與變阻器的數量關系，即測量物的重量與變阻器接入電路的阻值成正比關系．
解答：解：A、當滑片位于R上端處時，R_總=R+=5Ω+×15Ω=10Ω，此時電路中的電流I===0.3A，電壓表的示數為U_R=IR=0.3A×5Ω=1.5V；故A正確；
B、因為彈簧的伸長（或壓縮）與彈簧所受拉力（或壓力）成正比，又1kg物體放在托盤中時，滑片指在處，故滑片指到R最下端時，就是該電子秤所能測量的最大質量，應為3kg；故B錯誤；
CD、當物體的質量為最大質量3kg時，電路中的總電阻R_總′=R+R=5Ω+15Ω=20Ω，則電路中的電流I′===0.15A，電壓表的示數為U′=I′R=0.15A×15Ω=2.25V；故C正確，D錯誤．
故選AC．
點評：本題考查了：（1）彈簧的彈力與伸長量成正比理解和應用，以及重力和壓力的關系；
（2）電壓表的正確使用必須并聯到被測物體上；
（3）歐姆定律的應用．