Question

學習了電學相關知識后，學校舉辦了一次綜合實踐活動，活動的主題是利用電流表或電壓表制作一個簡易電子秤．圖1是小紅設計的電子秤原理圖，其中E為干電池（2節）；A是電流表（電子秤示數表盤）；R₀是定值電阻（5Ω）；R是一根長為6cm阻值為15Ω的均勻電阻絲．c是一根彈簧，其所受壓力F與壓縮量△L的關系如圖2所示（塑料盤的重力不計，g取10N／kg，制作時，調整彈簧的長度，使之不稱重物時滑片P剛好在電阻絲的a端．
（1）該電子秤的最大稱量是多大．應選用的電流表最大量程是多少．
（2）當電流表的指針指在0.3A處時，所稱重物的質量是多少．
（3）從理論上說明該方案的最大不足，畫出你的設計原理圖．

Answer 1

解：
（1）當彈簧的壓縮量為6cm時，稱為最大稱量
由圖像可知，此時彈簧所受的壓力為60N，所以m_最大===6kg
由圖可知，當滑片P在R的a端時，電路中的電流最大
I_最大===0.6A，即為電流表的最大量程
（2）設此時滑動變阻器連入電路中的阻值為R'，由歐姆定律得：I=
代入數據得：R'=5Ω
由題意f分析可知此時彈簧的壓縮量為2cm
由圖像可知，此時彈簧所受的壓力為20N，所稱物體的質量為2kg
（3）由I=可知，U、R₀為定值，I與R不成正比，即I不能隨R的變化而均勻變化，故該方案的最大不足是表盤刻度不均勻
設計原理圖如圖所示